POHYBOVÉ LOCOMOTOR ÚSTROJÍ SYSTEM 1+2/2000 1+2/2000

Transkript

POHYBOVÉ
ÚSTROJÍ
1+2/2000
Pokroky ve výzkumu, diagnostice
a terapii
LOCOMOTOR
SYSTEM
1+2/2000
Advances in Research, Diagnostics
and Therapy
OBSAH
CONTENTS
MONOGRAFIE
Mařík I. Systémové, končetinové a
kombinované vady skeletu – 1. část:
diagnostické, terapeutické a
biomechanické aspekty
1. Úvod ................................................. 83
1.1. Ambulantní centrum pro vady
pohybového aparátu 1994 – 2000
1.2. poděkování
2. Osteochondrodysplazie .................... 89
2.1. Etiopatogenetické poznámky
2.2. Kostní dysplazie ve vývoji lidstva
2.3. Diagnostika
2.4. Klasifikace
2.5. Diagnostika a klasifikace souboru
pacientů
3. Končetinové vady ........................... 111
3.1. Embryologické a etiopatogenetické
poznámky
3.2. Končetinové vady v historii lidstva
3.3. Diagnostika a klasifikace
3.4. Končetinové vady u kostních
dysplazií, kombinovaných vad a
genetických syndromů
4. Genetická diagnostika
a poradenství .................................. 131
4.1. Specifická genetická vyšetření
4.2. Genetické poradenství
4.3. Prekoncepní péče
MONOGRAPH
Mařík I. Systemic, limb and combined
defects of the skeleton – part 1:
diagnostic, therapeutical and
biomechanical aspects
1. Preface .............................................. 83
1.1. Ambulant centre for Defects of
Locomotor Apparatus 1994 – 2000
1.2. Acknowledgments
2. Osteochondrodysplasias ................... 89
2.1. Notes to etiopathogenesis 2.2. bone
dysplasias in history
2.3. Diagnostics
2.4. Classification
2.5. Diagnostics and classification of a
group of patients
3. Congenital Limb Deficiencies ........ 111
3.1. Notes to embryogenesis and
etiopathogenesis
3.2. Congenital limb anomalies in history
3.3. Diagnostics and classification
3.4. Limb defects at bone dysplasias,
combined anomalies and genetic
syndromes
4. Genetic diagnostics
and counseling ............................... 131
4.1. Specific genetic examinations
4.2. Genetic counseling
4.3. Preconception care
POHYBOVÉ ÚSTROJÍ, ročník 7, 2000, č. 2+3
81
4.4. Prenatální diagnostika
5. Biomechanika
pohybového aparátu ........................147
5.1. Minimum z fyziologie kostí a kloubů
5.2. Funkční adaptace kostí – remodelace
5.3. Patologická biomechanika
pohybového aparátu
6. Antropometrické metody využívané při
objektivizaci proporcionality a
nestejné délky končetin ................ 178
6.1. Predikce růstu a zkrácení dolních
končetin u kostních dysplazií
6.2. Predikce růstu a zkrácení dolních
končetin u končetinových anomálií
7. Komplexní léčení ........................... 191
7.1. Metody konzervativní
7.2. Metody operační
7.3. Biomechanické příčiny komplikací
nitrodřeňové a zevní fixace
8. Závěr .............................................. 214
ŽIVOTNÍ JUBILEUM .................... 216
Prof.MUDr. Jaroslav Blahoš, DrSc.
4.4. Prenatal diagnostics
5. Biomechanics
of Locomotor System ..................... 147
5.1. Minimum from bone physiology of
bone and joints
5.2. Functional adaptation of bones –
remodelling
5.3. Pathological biomechanics of
locomotor apparatus
6. Anthropometrical methods used for
objectivity of proportionality and limb
discrepancies ...................................... 178
6.1. Prediction of growth and shortening
of lower limbs at bone dysplasias
6.2. Prediction of growth and shortening
of lower limbs at limb anomalies
7. Comprehensive treatment .............. 191
7.1. Conservative methods
7.2. Surgical methods
7.3. Biomechanical causes of
intramedullary nailing and external
fixation complications
8. Conclusion ..................................... 214
ANNIVERSARIES
Anniversary of Jaroslav Blahoš, MD,
DSc, Prof. ........................................... 216
82
LOCOMOTOR SYSTEM VOL. 7, 2000, No. 2+3
MONOGRAFIE
SYSTÉMOVÉ, KONČETINOVÉ A KOMBINOVANÉ
VADY SKELETU - 1. ČÁST:
DIAGNOSTICKÉ, TERAPEUTICKÉ A BIOMECHANICKÉ
ASPEKTY
IVO MAŘÍK
Ambulantní centrum pro vady pohybového aparátu
afiliované ke Katedře antropologie a genetiky člověka Přírodovědecké fakulty,
University Karlovy, Praha 3
1. ÚVOD
K publikaci nás vedla potřeba
prezentovat
komplexní činnost
Ambulantního centra pro vady
pohybového aparátu lékařské obci,
odborným společnostem, kolegům
preklinických oborů, ale i občanským
sdružením a iniciativám. Jedním z podnětů
bylo i
neporozumění a nepochopení
zdravotních pojišťoven objektivním
výhodám, plynoucím ze zavedené a léty
osvědčené komplexní péče, která je
poskytována týmem Ambulantního centra
(AC) a která je výjimečná nejen v České
republice. Skupina pracovníků AC, jež se
touto problematikou zabývá již více než 10
let, je týmem odborníků, kteří neztratili ani
v dnešní době tržního hospodářství snahu a
nadšení pomáhat handicapovaným, často
bezmocným jedincům naší společnosti.
Větší informovanost naší společnosti o této
problematice ve svém důsledku by měla
vést k zohlednění komplexnosti a
ekonomické náročnosti poskytované péče,
což následně umožní léčení většího počtu
postižených osob. Po přečtení publikace se
snad každý čtenář přesvědčí, že komplexní
dlouhodobé léčení takto postižených patří
do rukou zkušených odborníků na
specializované pracoviště, kde centralizace
postižených "pod jednou střechou"
nepochybně vede ke zlepšení kvality
komplexního léčení a péče, ale i k
ekonomické koncentraci pacientů,
zaškoleného personálu, materiálových
prostředků a k hodnocení výsledků léčení i
novým vědeckým poznatkům zejména v
oblasti diagnostiky vrozených vad a
aplikované biomechaniky. Biomechanické
poznatky se dnes využívají ve všech
etapách konzervativního a operačního
léčení pacientů s vadami pohybového
aparátu.
Předkládaná publikace je určena
především pediatrům, ortopedům,
genetikům, dětským radiologům,
ortopedickým protetikům,
zainteresovaným biomechanikům a dalším
specialistům, kteří se podílejí na
komplexním léčení a péči o pacienty s
kostními dysplaziemi, generalizovanými
(dismorfickými) vadami a genetickými
syndromy. V komplexně řešené velmi
složité problematice vrozených vad mohou
najít poučení i rodiče našich pacientů.
83
Zejména pak členové občanského sdružení
Paleček – společnost lidí malého vzrůstu
(která byla založená na jaře 1998) zde
naleznou informace o diagnostice,
genetickém riziku opakování vady v
rodině, genetické prevenci, prognóze a
léčení, které i přes překotný vývoj ve všech
biomedicínských oborech je stále
symptomatické. Úvodem předkládáme
informace o vzniku a rozvoji
pohybového aparátu v Praze a přehled o
rozsahu činnosti i dosažených výsledcích
za sedmileté období existence.
1.1. Ambulantní centrum pro vady
pohybového aparátu afiliované ke
Katedře antropologie a genetiky
člověka, PřF UK v Praze, Olšanská 7,
Praha 3 (1994 - 2000)
Od roku 1984 v rámci dětské
ortopedické kliniky FN Motol pod vedením
samostatného vědeckého pracovníka a
odborného asistenta MUDr. I. Maříka, CSc.
se konstituovala skupina odborníků se
zaměřením na komplexní péči o děti se
systémovými vadami pohybového aparátu.
V říjnu 1992 byla ustavena Maříkova
nadace s cílem podpořit vybudování centra
pro komplexní péči o děti i dospělé s
vadami pohybového aparátu. Projekt
Nadace byl přijat a podpořen odbornými
lékařskými společnostmi a významnými
odborníky. Přesto se ale nepodařilo získat
vládní finanční podporu. Prostředky
získané dvouletou činností Nadace byly
mimo jiné vloženy do vybudování
Ambulantního centra (AC) pro vady
pohybového aparátu v pronajatých
prostorách Integračního centra pro
mentálně postižené děti v Praze 3.
84
Začátkem roku 1995 došlo vzhledem k
objektivním organizačním důvodům k
ukončení činnosti Nadace a k přesídlení AC
do nově pronajatých a na náklady
jednotlivých specialistů upravených
prostor v budově polikliniky Olšanská 7,
Praha 3.
Od začátku existence AC je hlavním
zaměřením specializovaná klinickoradiologická diagnostika a léčba vrozených
a získaných vad pohybového aparátu
pacientů z celé ČR. V současnosti se
činnost AC zakládá na:
- pediatrickém a laboratorním vyšetřování
se zaměřením na kostní metabolismus,
- chirurgickém léčení (ve spolupráci s
lůžkovými ortopedickými pracovišti
Středočeského kraje),
- ortoticko-protetickém ošetřování
(aplikace individuálních korzetů,
končetinových ortéz a ortoprotéz),
- antropologickém a antropometrickém
vyšetřování,
- genetickém vyšetření a poradenství
(včetně molekulárně genetické
diagnostiky),
- preventivním vyšetřování dětských kyčlí
(klinické a ultrasonografické vyšetřování
případně RTG vyšetření s cílem včasné
diagnostiky vrozené dysplazie kyčelních
kloubů a kostních dysplazií s převážným
postižením epifýz).
Nepostradatelnou součástí činnosti AC
jsou neurologicko-rehabilitačněortopedicko-ortotické semináře s
prezentací pacientů, zaměřené na operační
indikace dětí s neuroortopedickými
chorobami (s dětskou mozkovou obrnou a
vrozenými neuromuskulárními
chorobami), dětí s končetinovými,
kombinovanými a systémovými vadami
skeletu (tzv. kostními dysplaziemi), dále
zajišťování ústavní komplexní rehabilitace
ve spolupráci s rehabilitačním oddělením
NsP v Kostelci nad Č. l. (do června 2000,
kdy toto zařízení bylo zrušeno na základě
rozhodnutí MZ ČR), Novými lázněmi v
Teplicích v Čechách a Léčebnou Dr. L.
Filipa v Poděbradech. Každoročně
organizujeme diagnostický seminář s
prezentací pacientů, u nichž nebyla určena
diagnóza, za účasti předního světového
odborníka v diagnostice kostních dysplazií
a genetických syndromů Doc.Dr. Med.
Kazimierze S. Kozlowskiho, M.R.A.C.R
(the children´s hospital at Westmead,
Locked Bag 4001 Westmead NSW 2145
Sydney Australia).
Vědecko-výzkumná činnost zahrnuje
systematické zpracovávání poznatků o
etiopatogenezi a biomechanice vrozených
a získaných vad pohybového aparátu, jejich
diagnostice a léčení a prezentace
dosažených výsledků na sjezdech v ČR i
zahraničí.
AC je zakladatelem a současně
spoluvydavatelem již 7. ročníku odborného
časopisu "Pohybové ústrojí - pokroky ve
výzkumu, diagnostice a terapii" s
interdisciplinárním a mezinárodním
zaměřením - EMBASE/Excerpta Medica.
V roce 2000 byl AC udělen grant
Grantovou agenturou České republiky na
výzkumný projekt "Funkční adaptace a
patobiomechanika končetinového a
axiálního skeletu při silových účincích",
který bude řešen do roku 2002.
Výuková a celospolečenská činnost se
týká organizace doškolovacích seminářů s
tematikou dětská ortopedie, systémové,
končetinové a kombinované vrozené vady
pohybového ústrojí, podologie (podiatrie),
ortotika končetin a páteře, spondylologie,
chirurgie ruky (MUDr. Václav Smrčka,
CSc), biomechanika a patobiomechanika.
1.1.1998 se uskutečnila afiliace
pohybového aparátu ke Katedře
antropologie a genetiky člověka
Přírodovědecké fakulty University
Karlovy v Praze a byla zavedena výuka
nového předmětu "Biomechanika a
patobiomechanika pohybového aparátu"
(bližší informace o předmětu a
přednášených tématech jsou dostupné na
i n t e r n e t o v é
s t r á n c e
http://www.volny.cz/ambul_centrum).
Doškolovací charakter měl náš
videofilm "Komplexní léčení pacientů s
vrozenou kostní lomivostí", který jsme
zhotovili ve spolupráci s Institutem pro
postgraduální vzdělávání v Praze. Nyní
připravujeme výukový videofilm
"Komplexní péče o pacienty s
achondroplazií a vrozeně
disproporcionální krátkou postavou", který
bude určen i nově vzniklému občanskému
sdružení "Paleček - společnost lidí malého
vzrůstu".
Tříletému postgraduálnímu
doškolování v oboru chirurgie ruky se
věnoval kolega pan MUDr. V. Smrčka,
CSc., který uveřejnil se spoluautory
monografii "Extenzory ruky" (1998) a
"Flexory ruky" (1999). Tuto vynikající
práci obhájil v roce 2001 jako práci
habilitační v oboru chirurgie 1. LF UK v
Praze.
19.5.2000 bylo Ambulantní centrum
pro vady pohybového aparátu jmenováno
účastníkem projektu "Dekáda kostí a
kloubů 2000 - 2010, jehož koordinátorem
pro ČR je prof. MUDr. K. Pavelka, CSc.
Za sedmileté období existence
pohybového aparátu v Praze 3 bylo
diagnostikováno 58 nozologických
jednotek kostních dysplazií u souboru 271
pacientů . V původní práci „Klasifikace,
85
biomechanické aspekty a komplexní léčení
končetinových anomálií u
generalizovaných skeletálních vad“ byl
uveden tabelární přehled (kde byly shrnuty
diagnostické výsledky, symptomatologie a
aplikované terapeutické postupy) 50
nozologických jednotek kostních
dysplazií, kombinovaných vad s
abnormální morfogenesou a genetických
syndromů, u kterých se současně vyskytuje
závažné typické postižení končetin. Tento
soubor 283 pacientů jsme diagnostikovali
v letech 1994 – 1999.
Pacienty s
uvedenými vrozenými vadami
dispenzarizujeme na našem pracovišti s
cílem komplexního léčení postižených i
členů jejich rodin. Nyní dispenzarizujeme
přibližně 400 pacientů s vrozenými defekty
končetin, páteře a s různými genetickými
syndromy, které se projevují postižením
pohybového systému.
Komplexní péče o tyto postižené
pacienty je finančně mimořádně náročná.
Náklady na technické zajištění operačních
výkonů (např. speciální zevní fixátory pro
korekce a prolongace končetin, implantáty
pro dlahovou a zejména nitrodřeňovou
fixaci, individuálně vyráběné endoprotézy
apod.), ortotické a protetické vybavení
pacientů (ortézy pro konzervativní i
pooperační dlouhodobé léčení, speciální
obuv, ortoprotézy a protézy), invalidní
vozíky i další adjuvatika a kompenzační
pomůcky a medikamentózní léčení
osteoporózy a osteoartrózy (např.
kalciotropními léky respektive strukturu
modifikujícími léky, které zabraňují
progresi osteoartrózy), vysoce přesahují
průměrné úhrady pojišťoven. Dále
přetrvávající podhodnocení nákladů
základní péče vytváří trvale narůstající
deficit v hospodaření zdravotnických
zařízení (ambulantních i lůžkových).
86
Za sedm let naší činnosti bylo vyšetřeno a
podchyceno více než 30 000 pacientů, z
nichž přibližně jedna třetina bydlí v
městské části Praha 3, asi dvě třetiny
pacientů jsou děti od narození do 18 let
věku.
Z ambulantní operativy, kterou
provádíme na našem pracovišti v lokální
nebo celkové anestézii (jednodenní
chirurgie), jsme se specializovali na
rekonstrukční operace ruky a nohy,
především operace vrozených a získaných
deformit. Provádíme i některé plastické
operace včetně kosmetických a estetických
výkonů.
V případě zájmu o vyšetření nebo
léčení se obracejte na níže uvedené
specialisty našeho týmu, kteří působí v
Ambulantním centru pro vady pohybové
aparátu v Praze 3, Olšanská 7, 3. patro:
MUDr. Ivo Mařík, CSc. - ortoped a
traumatolog, specialista v ortopedické
protetice, pediatr
MUDr. Miloslav Kuklík, CSc. - klinický
genetik, pediatr
MUDr. Václav Smrčka, CSc. - plastik,
chirurg ruky
MUDr. Emilie Hyánková - pediatr
MUDr. Petr Zubina - ortoped a traumatolog
MUDr. Jiří Meluzín - ortoped a
traumatolog
Ing. Pavel Černý - ortopedický protetik
MUDr. Dobroslav Kalina - ortoped a
traumatolog
RNDr. Dana Zemková - antropolog
Doc. RNDr. Ivan Mazura, CSc. molekulární genetik
MUDr. Roman Baláž - anesteziolog
(AROBA)
MUDr. Světlana Mazurová – pediatr
Prof. Ing. Miroslav Petrtýl, DrSc. biomechanik
Doc. Dr. Med. Kazimierz S. Kozlowski,
M.R.A.C.R. - konzultant pro diagnostiku
kostních dysplazií a genetických syndromů
(the children´s hospital at Westmead,
Locked Bag 4001 Westmead NSW 2145
Sydney Australia).
1.2. Poděkování
Upřímně děkuji všem svým
spolupracovníkům z Ambulantního centra
pro vady pohybového aparátu v Praze, bez
jejichž obětavé spolupráce, entusiasmu a
přátelství by nebylo možné poskytovat
komplexní léčení a péči pro postižené s
vrozenými a získanými
vadami
pohybového ústrojí z celé České republiky.
Děkuji členům redakční rady časopisu
Pohybové ústrojí – pokroky ve výzkumu,
diagnostice a terapii a vydavateli Ortotika
s.r.o., jejichž zásluhou je stále se zlepšující
úroveň časopisu.
Jménem týmu
Ambulantního centra
využívám této
příležitosti k poděkování kolegům
ortopedicko-traumatologického a
chirurgického oddělení N s P v Příbrami,
chirurgického oddělení N s P v Sedlčanech,
chirurgického oddělení N s P v Mělníce,
Oddělení dětské chirurgie FN KV v Praze a
Kliniky dětského a dorostového lékařství 1.
LF University Karlovy v Praze. Zejména
pak děkuji kolegovi a příteli panu MUDr.
M. Zahradníkovi, který se zasloužil v roce
1994 o kontinuitu operačního léčení
postižených dětí v Příbrami. Za spolupráci
při laboratorní diagnostice a všestrannou
podporu děkuji přednostovi Oddělení
klinické biochemie a hematologie
nemocnice Na Homolce panu prof. MUDr.
J. Hyánkovi, DrSc. Za spolupráci při
vyšetřování a hodnocení markerů kostního
metabolismu patří poděkování pracovnímu
týmu pana prof. MUDr. M. Adama, DrSc.,
za histologickou, histochemickou a
elektronmikroskopickou diagnostiku
děkuji panu prof. MUDr. C. Povýšilovi,
DrSc. Zavádění molekulárně genetických
diagnostických metod u pacientů s
osteogenesis imperfecta je zásluhou pana
doc. RNDr. I. Mazury, CSc. Na tomto místě
chci vzpomenout a poděkovat kolektivu
rehabilitačního oddělení N s P v Kostelci
nad Č. l., který se podílel na komplexním
rehabilitačním léčení mnoha našich
pacientů v letech 1991 až 2000, kdy v
červnu byla N s P
Ministerstvem
zdravotnictví zrušena.
Má vzpomínka a poděkování patří
mým učitelům panu prim. MUDr. Z.
Haiclovi, panu doc. MUDr. R. Vrabcovi,
CSc., panu doc. MUDr. I. Hadrabovi, CSc.,
s kterými spolupráce při řešení často velmi
složitého komplexního léčení postiženého
dítěte vždy pro mě byla poučením a
povzbuzením. S nostalgií vzpomínám na
své učitele ortopedie, a to vážené pány doc.
MUDr. K. Mayera, CSc., prof. MUDr. S.
Popelku, DrSc.a prof. MUDr. R. Kubáta,
DrSc., kteří na mě mimo jiné zapůsobili
svou osobností a velikostí. Bylo pro mě
štěstí a snad i osud, že jsem měl příležitost v
době svých ortopedických a vědeckých
začátků pod jejich vedením pracovat na
Ortopedické klinice Fakulty dětského
lékařství v Praze. Po mém neočekávaném
odchodu z Ortopedické kliniky 2. LF UK,
FN v Motole mi při budování a rozvíjení
činnosti Ambulantního centra pro vady
pohybového aparátu v Praze 3 poskytoval
nezištnou odbornou podporu pan prof.
MUDr. R. Kubát, DrSc., emeritní přednosta
Ortopedické kliniky FN v Motole, který do
posledních dnů svého života v našem
centru působil (zemřel 13. 8. 1996) a další
můj učitel (v oboru biomechaniky) pan
87
doc. Ing. Z. Sobotka, DrSc., který mi byl
nejbližší. Obdivoval jsem na něm jeho
životní optimismus, entusiasmus,
skromnost a takt, stejně jako jeho
mimořádnou pracovitost, vytrvalost a píli –
tyto vlastnosti jej šlechtily až do konce jeho
života (zemřel 6.8.1998). V neposlední
řadě si cením spolupráce a odborné pomoci
věhlasných radiologů pana prof. MUDr.
Jaromíra Koláře, DrSc. a doc. Dr. Med.
Kazimierze S. Kozlowskiho, M.R.A.C.R. z
New Children Hospital v Sydney. Všichni
jmenovaní učitelé a spolupracovníci svými
názory a moudrostí - každý zcela jinak ovlivnili současnou úroveň poskytované
komplexní léčebně-preventivní péče v
Ambulantním centru pro vady pohybového
aparátu v Praze.
88
Recentní výsledky v oblasti
biomechaniky a patobiomechaniky skeletu
u vrozených vad byly dosaženy za podpory
grantu Grantové agentury České republiky
číslo 106/00/0006.
Za recenzi textu a podnětné připomínky
děkuji své ženě MUDr. A. Maříkové a dceři
MUDr. O. Maříkové. Za úpravu textu a
počítačovou sazbu včetně zpracování
obrazové dokumentace výpočetní
technikou patří mé poděkování příteli panu
MUDr. P. Zubinovi. Hluboce si vážím
všestranné podpory a pomoci celé své
rodiny. S láskou a smutkem vzpomínám na
své rodiče, kteří mi byli nenahraditelnou
oporou v době mých studií a medicínských
začátků.
2. OSTEOCHONDRODYSPLAZIE
Pokroky ve výzkumu pojiva v
posledních dvaceti letech, kam patří
histologické, histochemické a
elektronmikroskopické nálezy
chondrooseální tkáně (63 – Rimoin 1974,
64 -Rimoin et al. 1974, 72 - Silberberg
1974, 79 - Šlais et al. 1981, 60 - Povýšilová
et al. 1987, 45 - Mařík et al. 1994),
mikrochemická analýza růstových
chrupavek a kostní tkáně (77 - Stanescu et
al. 1972, 1 - Aulthouse 1989, 2 – Aulthouse
1992, 73 - Sokolov 1992, 46 - Mařík et al.
1995) a současné převratné objevy stále
nových mutací v lidském genomu (20),
které jsou patognomonické pro určité
n o z o l o g i c k é j e d n o t k y
osteochondrodysplazií (OCHD),
jednoznačně ukazují, že OCHD jsou
dědičné poruchy metabolismu
chrupavčité, kostní a vazivové tkáně, které
vznikají na základě endogenních faktorů
(monogenní a polygenní dědičnost) v době
koncepce za spoluúčasti teratogenních
vlivů. OCHD v širším slova smyslu
označované jako kostní dysplazie (KD) se
vyznačují zpravidla krátkou nesouměrnou
postavou, abnormalitami tvaru lebky,
hrudníku, pánve, obratlů a
disproporcionálními většinou
deformovanými dlouhými kostmi končetin
s různě závažnou poruchou funkce kloubů
končetin i páteře. U dětí bývá kloubní
hyperlaxicita (v některých případech
naopak kloubní ztuhlost), s růstem
progredují geneticky předurčené deformity
dlouhých kostí a páteře, zvýrazňují se
malpozice kloubů (poruchy torse dlouhých
kostí) zejména dolních končetin (DK).
Později většinou vzniká omezení rozsahu
pohybu a kloubní kontraktury v důsledku
nekongruence kloubních ploch s
předčasným rozvojem osteoartrózy
nosných kloubů dolních končetin a
spondylózy a spondylartrózy páteře.
Generalizované (systémové) dysplazie
jsou vývojové choroby růstových epifýz
(plotének, chrupavek) dlouhých kostí i
obratlů. Termín dysplazie je odvozen od
„disordered growth“ a vyjadřuje
symetrickou poruchu vývoje a růstu celé
kostry na rozdíl od termínu dysostóza,
kterým označujeme jednak vrozené
malformace jednotlivých kostí (končetiny)
nebo více kostí (hrudník, páteř aj.) a jednak
získané malformace skeletu vlivem zánětu,
úrazu, ozáření apod. (43 - Mařík et al 1994).
Statistickým zpracováním vrozených
vývojových vad (VVV) se zabývá
epidemiologie VVV, tzv. populační
teratologie. Incidence vyjadřuje poměr
počtu zjištěných VVV na 1000 živě
narozených dětí. Hlášení VVV v ČSR bylo
zavedeno v roce 1956. V roce 1959 byly
VVV rozděleny do 13 systémů, kostní
anomálie byly zařazeny do 10. systému.
Povinná registrace
všech VVV byla
zavedena od roku 1965 (vyplňování
statistických lístků dítěte s VVV).
Incidence
VVV kolísají v různých
časových intervalech a různé nadmořské
výšce (36 - Mařík 1986). Dosud nikdo
neprokázal, že VVV celosvětově přibývá
(M. Kučerová – symposium Novinky v
klinické genetice, Průhonice 29.4.2001 osobní sdělení). Preventivní zaměření
pediatrického oboru a neustálý rozvoj
diagnostických metod na všech úrovních
poznání vede k zjišťování stále většího
počtu VVV zejména metabolických (36 Mařík 1986).
Celkový počet KD není celosvětově
známý. Vyskytují se častěji než nádory
pohybového ústrojí u dětí (85 - Wilner
1982). K. Kozlowski a P. Beighton (30) v
89
podruhé vydané monografii „Gamut Index
of Skeletal Dysplasias“ v roce 1995
uvádějí, že závažné vrozené vady kostry se
zjišťují u více než 500 genetických a
vrozených syndromů. Ačkoliv se většina z
nich vyskytuje vzácně, jako soubor jsou
běžné. Autoři podle vlastních zkušeností se
pokusili zjistit relativní frekvence u
nozologických jednotek KD citovaných v
připojené Mezinárodní klasifikaci
osteochondrodysplazií publikované v roce
1992 (19), kde je uveden i způsob
mendelovské dědičnosti a pořadové číslo
choroby podle McKusickova katalogu.
Průměrná incidence OCHD byla
odhadována 0,24 – 0,47 : 1000 porodů (57
- Orioli et al. 1986), nověji se uvádí 0,30 0,45 : 1000 živě narozených dětí (13 Hagenäs 1996).
Otázkou celosvětového počtu lidí s
kostní dysplazií se zabývali autoři
internetového serveru dwarf.org, kteří
došli k těmto počtům: Frekvence výskytu
achondroplazie se uvádí 1 : 26 000 – 1 : 15
000 dětí. Odhaduje se, že achondroplazie se
vyskytuje u 80 % tzv. „malých lidí“.
Světová populace čítá 6 060 350 000 lidí.
Když toto číslo vydělíme 26 000
dospějeme k počtu 233 090 lidí s
achondroplazií (při vydělení 15 000 by byl
počet jedinců s achondroplazií 404 023),
což představuje již uvedených 80 % z
celosvětového počtu „malých“ lidí (s
nějakou kostní dysplazií). Z této kalkulace
dospějeme k výskytu kostních dysplazií v
populaci žijící na Zemi v rozmezí 291 363 505 029 (In: Zpravodaj 2, ed. T. Cikrt,
Praha: Paleček – společnost lidí malého
vzrůstu, 2000, s. 26).
Podle dostupných statistik VVV
odhadujeme, že se v ČR ročně narodí okolo
100 novorozenců s nějakou kostní
dysplazií, což znamená, že ve věkovém
90
rozmezí od narození do 20 let potřebuje
komplexní péči přibližně 2000 jedinců s
disproporcionální krátkou postavou (43 Mařík et al. 1994).
2.1. Etiopatogenetické poznámky
Odhalení příčinných souvislostí
patologického procesu má význam nejen
pro teoretické obory, ale i pro klinické
obory z hlediska prevence, profylaxe a
léčby (36 – Mařík 1986).
Vrozený
malformační syndrom se oprávněně
uznává za samostatnou nosologickou
jednotku pouze tehdy, když se prokáže
etiologie, to znamená porucha enzymu,
genu (84 - Warkany 1973). Nosologie
zahrnuje i poznání dědičné podstaty
onemocnění.
Ke změnám geometrických a
mechanických vlastností kostry a
strukturní konfigurace kostní tkáně dochází
vlivem abnormálních biochemických
charakteristik na podkladě molekulárně
genetických vlivů a funkční adaptace kostí
(73 - Sobotka a Mařík 1995, 10 - Frost
1964, 15 - Heřt 1990). Příčinou jsou
vrozené abnormality jednotlivých složek
kostí, a to především vysokomolekulární
bílkoviny kolagenu (rozlišují se tzv.
kolagenopathie s mutacemi v kolagenu
typu I, II, IX, X a XI), glykosaminoglykanů
a oligosacharidů ( tzv. lysosomální
choroby) aj. Funkční adaptace kostí a
remodelace chondrooseální tkáně u
kostních dysplazií, i když je v řadě případů
vrozeně odlišná, se řídí do jisté míry
zákonitostmi, které platí pro kosti zdravé
(11 - Frost 1987, 73 - Sobotka a Mařík
1995, 52 - Mařík et al. 2000).
Pro experimentální zjišťování
etiopatogneze osteochondrodysplazií jsou
významné zvířecí achondroplazie s
porušenou enchondrální osifikací (např.
achondroplastický pudl) a
chondrodysplazie, u kterých je normální
morfologie enchondrální osifikace (např.
chondrodystrofický baset). Došlo zde k
nepochopení či záměně pozorovaných
změn enchondrální osifikace. Na RTG
snímku achondroplastického pudla se
pozorují dysplastické změny epifýz,
metafýz a obratlů podobné lidské
pseudoachondroplazii. Tato psí plemena
vznikla s největší pravděpodobností
šlechtěním heterozygotů, u kterých
osteochondrodysplazie je následkem
čerstvé (de novo) autosomální dominantní
mutace. Známé jsou molekulárně
genetické studie myší osteopetrózy, kde
byla zjištěna recesivní mutace na
chromosomu 19. Byla diagnostikována i
bovinní osteopetróza (cit. sec. 36 - Mařík
1986).
Nelze opominout experimentálně
podložené práce M. Rotha o úloze
neurálního dlouživého růstu v
patomechanismu kostních dysplazií a
jejich experimentálních modelů, které jsou
charakterizované zkrácením postižených
kostí jakoby "zespodu" v souvislosti se
zákonem kraniokaudálního
(proximodistálního) vývojového směru.
Růstová nedostatečnost periferního
nervového skeletu se projeví
„neuroadaptivní mikromelií“. KD mohou
být vysvětlovány jako "neuroadaptivní"
odpověď rostoucích kostí na insuficienci
zranitelného neurálního růstu nebo-li jako
neuroadaptivní („dysplastické“) deformity
skeletu (68 - Roth 1995, 69 - Roth 1998).
Na obr. 1 jsou
prezentovány
neuroadaptivně-dysplastické změny kostry
zadních končetin pulce (Rosničky
kubánské) chovaného v 0,5% roztoku
Obr. 1. Neuroadaptivně-dysplastcké změny kostry
zadních končetin pulce (Rosničky kubánské)
chovaného v 0,5% roztoku alkoholu (uveřejněno se
souhlasem autora).
alkoholu, který vedle známého centrálněnervového působení zřejmě narušuje
n e u r á l n í r ů s t . To s e p r o j e v u j e
makromorfologicky přímějším průběhem
(kratšího) sedacího nervu vzhledem k
ohnutému, tj. delšímu femoru (uveřejněno
se souhlasem autora). Spolupůsobení
etiopatogenetických vlivů je uvedeno na
obr. 2.
91
Obr. 2. Schématické znázornění etiopatrogenetických vlivů, jejichž spolupůsobením vznikají změny tvaru
a struktury kostry.
Pro KD platí vysoká variabilita, a to jak
pro dysplazie kloubů, tak pro deformity
skeletu. Patobiomechanické změny
končetin i páteře se různě závažně projevují
u jedinců se stejnou nosologickou
jednotkou. Modelace a remodelace kostí a
kloubů je různě abnormální od narození do
konce života (73 - Sobotka a Mařík 1995) a
je regulována biochemickými reakcemi
vyvolanými různým mechanickým
zatěžováním a velmi pavděpodobně i
neuroadaptivními vlivy (70 - Roth 2000).
H. Frost (cit. sec. 21 - Jee 2000) v roce
1995 navrhl tzv. Utah paradigma (vzor)
kostní fyziologie, podle kterého
mechanické faktory ovládají kontrolu
biologických mechanismů, které řídí
změny v postnatálním vývoji kostní tkáně a
pojiva. Dědičně podmíněné anatomické
osteoartikulární změny končetin a páteře
(vrozené subluxace až luxace nosných
92
kloubů, vrozené skoliózy a kyfózy),
vrozená kloubní hyperlaxicita nebo
kloubní ztuhlost a častá koincidence se
sekundární osteoporózou (později se
rozvíjí i osteoporóza z inaktivity) jsou
hlavní patobiomechanické příčiny vzniku
osteoartrózy, spondylózy a spondylartrózy,
které se v dětském věku označují jako
preartróza nebo preartrotická dispozice
(Mařík I, Kuklík M. Osteochondrodysplazie
s postižením epifýz a metafýz: Dědičné a
biomechanické příčiny preartrózy a
sekundární osteoartrózy, biomechanické
aspekty léčení. Abstrakta. Skelet 99,
mezinárodní konference, Praha 24. –
25.2.1999). U jedinců s OCHD (kde
příčinou jsou poruchy hormonální nebo
metabolické) bývá častěji porušen
psychomotorický a duševní vývoj postižení jsou oligofrenní. Často se
diagnostikují i přidružené vrozené vady
Obr. 3. Vlevo je neúplná kostra dospělého muže s achondroplazií, kde jsou typické krátké robustní kosti,
klenuté čelo a vpáčený kořen nosu. Vpravo jsou zobrazeny dlouhé kosti ženy.
jiných systémů (např. kardiovaskulárního,
hemopoetického, centrálního nervového
systému, močopohlavního ústrojí,
smyslových orgánů, kůže a kožních adnex,
ale i některé jiné metabolické vady).
2.2. Kostní dysplazie ve vývoji lidstva
Kostní dysplazie jsou známé podle
nálezů paleopatologů již z doby
prehistorické
(3 - Brothwell a Sandison 1967, 37 - Mařík
a Kuklík 1987, 8 - Enderle et al. 1994). V
královské nekropoli v hrobce Kong
Merseklia byly nalezeny kostry muže a
ženy s achondroplazií, jejichž stáři se
odhaduje na více než 5000 let (3 Brothwell a Sandison 1967).
Na obr. 3 vlevo je neúplná kostra
dospělého muže s achondroplazií, kde jsou
typické krátké robustní kosti, klenuté čelo a
vpáčený kořen nosu,
vpravo jsou
zobrazeny dlouhé kosti končetin ženy.
93
Naopak ve Spartě ve starém Řecku byla
neperspektivní nemluvňata shazována ze
skály (v pohoří Taygetos), neboť jen silní a
zdatní měli právo na život. V dnešní době je
cílem společnosti vytvořit tělesně
postiženým
podmínky pro důstojný,
smysluplný a spokojený život a zařadit je
do společnosti jako plnohodnotné jedince
(51 - Mařík et al. 1999). Překrásnou a
vysoce záslužnou prací je obrazově
dokumentované dílo „Small People –
Great Art“, které se zabývá retardací růstu
především z uměleckého a lékařského (i
psychologického a sociologického)
aspektu v historii lidstva (8 - Enderle et al.
1994). Tato kniha napomáhá hledat nové
cesty, jak vytvořit snazší život pro odlišné
bytosti, vyznačující se velmi krátkou
postavou („restricted growth“).
Obr. 4. Socha trpaslíka Seneba a jeho rodiny.
2.3. Diagnostika
Přístup a postoj k předkům,
postiženým vrozenými vadami
pohybového aparátu, se výrazně měnil
během existence a vývoje lidstva. Ve
starém Egyptě byli trpaslíci ctěni a váženi.
Obecně se uznávalo etické rčení "nesměj se
slepému ani si nedělej žerty z trpaslíka". Z
dalších důkazů existence starověkých
kostních dysplazií je známá socha trpaslíka
Seneba a jeho rodiny - obr. 4, pocházející z
doby V. dynastie asi z roku 2700 př.n.l.,
která je vystavená v egyptském muzeu v
Káhiře. Sochařská práce vytesaná ve
vápenci byla objevena blízko pyramid v
Gize v roce 1927 expedicí Vídeňské
Akademie věd.
Nápadné je taktní
sochařovo uspořádání rodiny tak, aby byla
zachována symetrie skupiny a hierarchie s
ohledem na hlavu rodiny (3 - Brothwell a
Sandison 1967).
Diagnostika zaznamenala v posledních
třiceti letech ohromný pokrok v důsledku
rozvoje vědy a techniky. Přibližně 50 %
všech kostních dysplazií lze diagnostikovat
na základě klinického, radiologického a
genetického vyšetření.
Bez ohledu na nové etiopatogenetické
poznatky díky úžasným pokrokům v
biochemii a molekulární genetice,
diagnostika OCHD se stále opírá o
klinicko-genetické a kompletní
rentgenologické vyšetření (71 - Rubin
1964, 22 - Kaufmann 1973, 75 - Spranger et
al. 1974,
7 - Cremin a Beighton 1978, 30 Kozlowski a Beighton 1995, 29 - Kolář
1998), které zobrazuje dlouhé kosti, ruku,
páteř, hrudník a lebku v období růstu a je ve
většině případů rozhodující pro stanovení
genetické diagnózy. Systematické
94
analytické pátrání je nejlepší cestou, jak
nepřehlédnout důležité příznaky. U většiny
KD jsou radiografické abnormity po
uzávěru růstových štěrbin nespecifické,
takže přesná diagnóza z radiogramů
dospělých disproporcionálních jedinců již
není možná. Na snímek ruky a zápěstí
pohlížíme jako na zrcadlový obraz kostní
dysplazie nebo vrozeného malformačního
syndromu (61 - Poznanski 1974), který
odráží dysplastické změny epifýz a
metafýz, kostní věk a jiné tvarové i
strukturální odlišnosti (12 - Garn et al.
1972). Hodnotíme např.
metakarpofalangeální vzory (5 - Butler et
al. 1986, 6 -Butler et al. 1987), karpální
úhel (62 - Poznanski et al. 1976), index
tloušťky kortikalis (58 - Parsons 1980) aj. U
neurčitých nálezů bývá přínosné
přezkoumání radiogramů zhotovených v
různém věku, neboť radiologické obrazy
mnohých KD se mění s věkem.
Klinická diagnostika
zahrnuje
klinické a antropometrické vyšetřovací
metody.
Obecně postižení s
disproporcionální krátkou postavou mají
KD, kdežto pacienti s relativně normálními
tělesnými proporcemi mají endokrinní,
hematologické, renální, neurologické,
kardiorespirační, gastrointestinální
(nutriční) někdy již prenatální příčiny
poruchy růstu. Pro stanovení
syndromologické diagnózy je významné,
zda se vada projeví již při narození anebo až
v pozdějším životě. Všímáme si
proporcionality postavy, hlavy, trupu,
končetin (často na první pohled lze rozlišit
KD s krátkými končetinami od KD s
krátkým trupem), dále kožních adnex
(nehty, kůže, vlasy) a pigmentací, barvy
očních sklér a kostní lomivosti
(osteogenesis imperfecta), opalescence
oční čočky (mukopolysacharidózy),
hydrocefalu (achondroplazie), poruchy
vývoje zuboviny a skloviny, malformací
uší, obličeje, čelistí, poruch sluchu, zraku a
konečně malformací rukou, nohou a
zakřivení (tzv. „bowing“) dlouhých kostí,
případně valgozity či varozity kolenních
kloubů (35 - Mařík a Popelka 1985).
Porovnáním s příslušnou literaturou
můžeme dospět k správné diagnóze – jedná
se o tzv. stupnicový přístup k diagnostice
(22 - Kaufmann 1973, 30 - Kozlowski a
Beighton 1995).
Pro stanovení klinicko-genetické
diagnózy je velmi důležité přesné
antropometrické určení proporcionality,
disproporcionality a růstové rychlosti
včetně predikce výšky v dospělosti.
Využíváme praxí ověřenou kombinaci
klasické neinvazivní antropometrie a
měření z rtg snímků zhotovených na dlouhé
kazety u stojících pacientů
(tzv."telerentgenogramy"), což využíváme
i při rozvaze o rekonstrukčním operačním
léčení. Na základě literárních údajů,
vlastních ověřovacích studií a klinické
zkušenosti jsme modifikovali a ověřili
predikční metody výpočtu zkratu segmentů
končetin v dospělosti (67 - Robinow a
Chumlea 1982, 41 - Mařík et al. 1989, 87 Zemková a Mařík 1998, 33 - Laron et al.
1995). Využíváme známé růstové grafy pro
některé KD (86 - Wynne-Davies 1985, 14 Hesinger 1986) např. pro achondroplazii
(16 - Horton et al. 1978).
Na RTG snímcích se hodnotí tzv.
dysplastické symetricky se vyskytující
změny tvaru a struktury epifýz, metafýz,
diafýz a obratlů (25 - Kolář a Zídková
1986). Takto se rozlišují epifyzární a
metafyzární kostní dysplazie, které se dále
dělí v závislosti na případném současném
95
O b r. 5 . R a d i o l o g i c k á k l a s i f i k a c e
osteochondrodysplazií založená na postižení
dlouhých kostí a páteře: rozlišují se epifyzární a
metafyzární kostní dysplazie, které se dále dělí v
závislosti na případném současném postižení páteře
na spondyloepifyzární, spondylometafyzární a
spondyloepimetafyzární dysplazie. A normální tvar
epifýzy, D normální tvar obratle, B,C,E schéma
dysplastických změn
postižení páteře (obr.5).
Základním hygienickým požadavkem
je maximální omezení radiační zátěže, a
proto se omezujeme u pacientů s kostními
dysplaziemi na rentgenové vyšetření rukou
a zápěstí v a/p projekci (změny skeletu ruky
jsou zrcadlovým obrazem vrozeného
malformačního syndromu), dále na snímek
pánve s kyčelními klouby. Třetím
doporučeným snímkem je rentgenogram
páteře v bočné projekci (u malých dětí jím
lze často zachytiti celý hrudní i bederní
oddíl najednou). Čtvrtou doporučenou
oblastí je bočný snímek lebky. Snímky
"celého člověka" se dnes už naštěstí
neprovádějí. Jakékoliv známky
odchylného vývoje, tvaru či struktury takto
dokumentovaných kosterních oddílů nás
pak vedou k doplnění potřebné druhé
projekce, podle obecných zásad
rentgenového snímkování, eventuelně k
vyšetření dalších oddílů kostry (29 - Kolář
1998). Radiografie skeletu postačuje pro
určení přesné diagnózy u 25 % KD na
96
základě rozpoznání spolehlivých, plně
diagnostických či patognomonických
příznaků. V ostatních případech určíme
pouze obecný typ KD (např. spondylo-epimetafyzární dysplazie). Na tomto místě je
dlužno zmínit Rubinovu horizontální
analýzu, založenou na rozpoznání
radiografických abnormalit, která se stala
základem pro tzv. dynamickou klasifikaci
kostních dysplazií (71 - Rubin 1964).
Klinický a radiologický obraz KD je
velmi variabilní. Přesto u téměř poloviny
nosologických jednotek jsou klinické
nálezy a rentgenologické změny kostry v
růstovém období natolik charakteristické,
že lze stanovit genetickou diagnózu (25 Kolář a Zídková 1986, 30 - Kozlowski a
Beighton 1995). Existuje i široká
variabilita postižení funkce pohybového
ústrojí v rámci jedné nosologické jednotky.
Na druhé straně podobná klinická
symptomatologie může vzniknout na
různém genetickém základě, což se
označuje termínem genetická heterogenita.
Jako příklad můžeme uvést různé typy
osteogenesis imperfecta. Někteří pacienti
jsou imobilní již v dětském věku a jsou
odkázáni na invalidní vozík, jiní prožijí
relativně normální život.
Diagnostické vyšetřování
chondrooseální morfologie u OCHD se
datuje od roku 1960. Průkopníkem byl
Stanescu, který předem ověřil, že biopsie
části růstové chrupavky z tibie králíků
nepoškozuje další růst kosti. U souboru
pacientů s OCHD provedl z diagnostických
důvodů 51 biopsií. Vzorek chrupavky
velikosti 5x5x15 mm získával z
anteromediální plochy proximálního konce
tibie. U žádného z operovaných dětí nebyla
pozorována deformita ani porucha růstu
tibie (76 - Stanescu et al. 1970).
Histologické, histochemické a
elektronmikroskopické vyšetření
chondrooseální tkáně může přispět k
stanovení správné diagnózy, ale i
etiopatogneze u těch OCHD, které nelze
diagnostikovat klinickoradiologickým
vyšetřením (64 - Rimoin et al. 1974, 72 Silberberg 1974, 17 - Hwang 1979, 79 Šlajs et al. 1981, 60 - Povýšilová et al.
1987). Histologické vyšetření
kostochondrální chrupavky a apofyzární
chrupavky hřebene kyčelní kosti ukazuje
podobné uspořádání chondrocytů. V
apofyzární chrupavce kyčelní kosti jsou
však sloupce chondrocytů kratší. Vyšetření
růstových chrupavek na sekčním materiálu
ukazuje, že žeberní chrupavka se více
podobá růstové chrupavce dlouhých kostí,
kdežto chrupavka apofýzy kyčelní kosti je
velmi podobná apofyzární chrupavce
obratlových těl (64 - Rimoin et al. 1974). U
OCHD v těch oblastech kostry, které na
RTG vykazují dysplastické abnormality,
lze prokázat téměř stejné histopatologické
změny v enchondrální osifikaci (platí jen
pro období růstu). V kostech, jež osifikují
vazivově, se morfologické abnormality
nezjišťují. Stejně tak histologická vyšetření
kostní tkáně z různých míst kostry
pacientů s různými OCHD (např. s
achondroplazií, pseudoachondroplazií,
metafyzární dysplazií typu Schmid aj.)
neukázala mikroskopické abnormality (až
na vyjímky – např. osteogenesis
imperfecta). Přesto ale dochází k tvarovým
deformacím jednotlivých dlouhých kostí,
pánve a páteře charakteristickým pro určité
nosologické jednotky nebo alespoň
skupiny OCHD. Povýšil et al. (60 Povýšilová 1987) prokázal u diastrofické
dysplazie identické histochemické a
elektronmikroskopické změny v chrupavce
talu a v apofyzární chrupavce hřebene
lopaty kosti kyčelní. Patologické změny
Obr. 6. Degenerované chondrocyty klidové vrstvy
chrupavky apofýzy kyčelní kosti. Mezibuněčná hmota
je ložiskovitě rozvlákněná a v okolí chondrocytů s
pyknotickými jádry jsou koncentricky vrstvené
prsténcové lemy tvořené hutnější mezibuněčnou
hmotou. HE, 64x (C. Povýšil, In: 36 - Mařík 1986).
byly více vyjádřeny u těžkých forem
diastrofické dysplazie. Na obr. 6 jsou
degenerované chondrocyty klidové vrstvy
chrupavky apofýzy kyčelní kosti.
Mezibuněčná hmota je ložiskovitě
rozvlákněná a v okolí chondrocytů s
pyknotickými jádry jsou koncentricky
vrstvené prsténcové lemy tvořené hutnější
mezibuněčnou hmotou. HE, 160x.
Obr. 7. Detail rozvolněné a rozvlákněné mezibuněčné
hmoty, Gomoriho metoda, 160x (C. Povýšil, In: 36 Mařík 1986).
Obr. 7 ukazuje
detail rozvolněné a
rozvlákněné mezibuněčné hmoty,
97
Gomoriho metoda, 160x.
Elektronmikroskopické vyšetření
potvrdilo přítomnost těžce regresivně
změněných chondrocytů s pyknotickými
jádry a se zmnoženým intraplasmatickým
glykogenem – obr. 8. Prstýnkům patrným v
histologickém obraze odpovídala
perilakunární zona mezibuněčné hmoty
tvořená cirkulárně orientovanými
kolagenními fibrilami a hrudkovitým
densním materiálem odpovídajícím matrix
vesiklů – obr. 9.
Obr. 8. Elektronmikroskopické vyšetření potvrdilo
přítomnost těžce regresivně změněných chondrocytů s
pyknotickými jádry a se zmnoženým
intraplasmatickým glykogenem (C. Povýšil, In: 36 Mařík 1986).
Obr. 9. Prstýnkům patrným v histologickém obraze
odpovídala perilakunární zona mezibuněčné hmoty
tvořená cirkulárně orientovanými kolagenními
fibrilami a hrudkovitým densním materiálem
odpovídajícím matrix vesiklů (C. Povýšil, In: 36 Mařík 1986).
98
Na základě patologické morfologie
růstové chrupavky je možno rozdělit
OCHD na dysplazie s nepoškozenou
enchondrální osifikací, dysplazie s
abnormalitami chondrocytů, dysplazie s
porušenou morfologií matrix a dysplazie s
abnormalitami v místech chondrooseální
přestavby
(zóna provizorního
zvápenatění). Tato zóna provizorní
kalcifikace má významnou úlohu v
patogenezi některých OCHD (76 Stanescu et al.1970).U některých OCHD se
mohou vyskytovat abnormality
chondrocytů, matrix i v místech
chondrooseální přestavby současně (64 –
Rimoin et al. 1974). Dosud popsané
patologické nálezy u jednotlivých OCHD
jsou ojedinělé, a proto bez zkušeností ve
vyšetřování chrupavky a při vědomí značné
variability v normální růstové chrupavce a
jemných rozdílů, které mohou být mezi
různými OCHD, je nezbytná a odůvodněná
opatrnost při stanovení patologické
diagnózy.
Histologické a kvantitativní
histomorfometrické vyšetření bylo
provedeno během léčení souboru pacientů
s osteogenesis imperfecta kalcitoninem (46
- Mařík et al. 1995). Byl studován objem
trabekulární kosti, objem osteoidní tkáně a
šířka kortikalis. Histomorfometrické
vyšetření před léčením kalcitoninem
ukázalo snížený obsah spongiosní kosti,
menší šířku kortikalis i
trabekulární
tloušťku u všech vyšetřovaných typů OI.
Pro poruchu mineralizace svědčil zvětšený
objem osteoidní tkáně a rozšíření
osteoidních lemů. Obr. 10 ukazuje
tetracyklinem dvojitě značený kostní
vzorek odebraný z lopaty kyčelní kosti, kde
se pomocí fluorescenčního mikroskopu v
histologických preparátech hodnotí tzv.
dynamické parametry. Základem pro toto
hodnocení je měření vzdálenosti mezi
dvěma liniemi zelenožluté fluorescence,
která odpovídá označeným liniím
mineralizace. Z této vzdálenosti lze
vypočítat množství nově mineralizované
kostní tkáně za den. Resopční aktivita
nebyla zvýšená. Nezjistily se statisticky
významné rozdíly mezi morfologickými
nálezy před a po léčení kalcitoninem.
poruchy biologie kolagenu, nebo chemie
proteoglykanů. Například u
pseudoachondroplazie a Kniestovy
dysplazie byly zjištěny abnormality
proteoglykanů gelovou elektroforézou. U
diastrofické dysplazie byla prokázána
porucha polypeptidu kolagenu typu II (78 Stanescu et al. 1982). Polyakrylamidovou
elektroforézou kolagenních proteinů,
extrahovaných pepsinovou digescí, byl
prokázán III. typ kolagenu v kostní tkáni u 8
z 12 pacientů s různými typy osteogenesis
imperfecta. (46 - Mařík et al. 1995) - obr.
11. Čtvrtý sloupec
(vpravo) ukazuje
analýzu kolagenních proteinů z kostní
tkáně chlapce s osteogenesis imperfecta typ
IV B. Kromě fibril kolagenu typu III zde
bylo zachyceno zvýšené množství beta
dimerových řetězců – beta 2,2 dimerů (74 Sokolov et al. 1992).
Obr. 10. Tetracyklinem dvojitě značený kostní vzorek
z lopaty kyčelní kosti (C. Povýšil, In: 36 - Mařík
1986).
Mikrochemická analýza růstové
chrupavky zaznamenala pokrok zásluhou
rozvoje biologie a technologie kolagenu a
chemie proteoglykanů. Biochemik může s
výhodou využívat nálezů chondrooseální
patologie při rozhodování zda zkoumat
Obr. 11. Polyakrylamidová gelová elektroforéza
99
kolagenů extrahovaných pepsinovou digescí z kostní
tkáně a kůže. Čtvrtý sloupec (vpravo) ukazuje
analýzu kolagenních proteinů z kostní tkáně chlapce s
osteogenesis imperfecta typ IV B. Kromě fibril
kolagenu typu III zde bylo zachyceno zvýšené
množství beta dimerových řetězců beta 2,2 dimerů
(74 - Sokolov et al. 1992).
Dnes již jsou běžné i metody kultivace
chondrocytů z růstové chrupavky in vitro
po enzymatickém uvolnění. Hlavním
problémem zůstává extrémní labilita
fenotypu chondrocytů, které rychle mění
svůj tvar a fenotyp při kultivaci in vitro (23
- Kimura et al. 1984, 1 - Aulthouse 1989, 2 Aulthouse 1992).
Velkou pomocí při diferenciálně
diagnostické rozvaze je kromě precisně
provedeného klinicko-genetickoradiologického, laboratorního (včetně
markerů kostního metabolismu /52 - Mařík
et al. 2000/) a histopatologického (včetně
elektronmikroskopického) vyšetření
vynikající monografie autorů K.
Kozlowski a P. Beighton „Gamut Index of
Skeletal Dysplasias. An Aid to
Radiodiagnosis“(30) podruhé vydaná v
roce 1995. Autoři připravují již 3. vydání
(poznámka autora).
K potvrzení suspektní diagnózy
využíváme radiologické atlasy kostních
dysplazií, genetických syndromů a
metabolických chorob (např. 22 Kaufmann et al 1973, 75 - Spranger et al.
1974, 86 - Wynne-Davies et al. 1985, 80 Taybi a Lachman 1996). Z našich učebnic
je dlužno citovat
„Nárys kostní
radiodiagnostiky“ autorů J. Kolář a H.
Zídková (25) a „Diagnostika syndromů a
malformací“ autora J. Žižky (88). V
posledních letech je dostupná „On-Line
Mendelian Inheritance in Man (OMIM)“
p o m o c í
I n t e r n e t u
(http://www3.ncbi.nlm.nih.gov/Omim ) .
Součástí diferenciální diagnostiky je i
100
pátrání po přidružených vrozených
vývojových vadách
(VVV) ostatních
systémů, což bude uvedeno v kapitole
„Genetická diagnostika a poradenství“.
Od roku 1994 v Ambulantním centru pro
vady pohybového aparátu v Praze je
každoročně organizován syndromologický
seminář, kde jsou prezentováni pacienti s
dosud nediagnostikovanými kostními
dysplaziemi nebo genetickými syndromy,
za účasti Doc. Dr.Med. Kazimierze S.
Kozlowskiho, M.R.A.C.R. (the children´s
hospital at Westmead, Locked Bag 4001
Westmead NSW 2145 Sydney Australia)
předního světového odborníka v
diagnostice skeletálních vad u dětí
(Pohybové ústrojí, 1, 1994, č. 4, s. 196).
Společně indikujeme další potřebná
vyšetření jako CT, MRT, neurologické
vyšetření, EEG, EMG vyšetření,
molekulárně genetické vyšetření aj. i
vyšetření dalšími odborníky s cílem zjistit i
přidružené VVV.
2.4. Klasifikace KD
Klasifikace je podkladem pro
diferenciaci jednotlivých odchylek
(vrozených vad, poruch, anomálií,
syndromů, chorob), pomáhá zařadit
zjištěné defekty do známých syndromů a
nozologických jednotek, přispívá k
stanovení genetické diagnózy, poskytuje
přehled o vadách (chorobách), které náleží
do určitého lékařského oboru, a tak
nepřímo odráží úroveň dosaženého
vědeckého pokroku (43 - Mařík et al.
1994).
Klasifikací KD bylo vytvořeno mnoho.
Objev rentgenových paprsků fyzikem W.
C. Röntgenem v r. l896 umožnil rozvoj
morfologických klasifikací. Vědecký
základ klasifikaci KD dali genetici
Rischbieth a Barrington již v roce 1912.
Uveřejnili obsáhlou monografii o
trpaslictví, která obsahovala 664 kasuistik,
120 vyobrazení a dokonce 233 rodokmenů
trpaslíků, které byly popsány v té době v
lékařské literatuře (66 - Rischbieth a
Barrington 1912).V roce 1972 Volkov
uvádí více než 50 různých klasifikací,
počínaje Virchowem v roce 1865 a konče
vlastní klasifikací v roce 1962 (81 - Volkov
1972). Volkov (81 – 1972, 82 - 1985) i
většina jiných autorů klasifikují KD
společně s kostními nádory pro podobnost
některých tumorů s kostními dysplaziemi.
Jedná se především o rozsáhlou skupinu
KD s dezorganizovaným vývojem
chrupavčitých a fibrosních složek kostry.
Některé nozologické jednotky se řadí mezi
chondrogenní nádory (např. mnohočetné
enchondromy a mnohočetné
osteochondromy), dále mezi nádory jiné
nebo nejisté histogeneze (např.
neurofibromatóza a Pagetova choroba) a
jiné jsou zařazeny k nádorům podobným
onemocněním kostí (např. fibrózní
dysplazie) (54 - Matějovský et al. 1988).
Každoročně se popisují a uveřejňují díky
novým poznatkům a pokrokům vědy
desítky
kasuistik popisujících novou
symptomatologii a syndromologii, jež
opravňuje diagnózu nové nozologické
jednotky a zařazení do určité skupiny
osteochondrodysplazií. Popisování stále
nových vrozených malformací kostry,
nejednotnost v užívané terminologii a
narůstající počet odlišných klasifikací,
vytvořených pro účely různých oborů spolu
s přibývajícími poznatky etiopatogeneze
vnesly do problematiky KD značný chaos.
Proto bylo nezbytné vytvořit jednotnou
mezinárodně platnou klasifikaci KD.
Již byla zmíněna Rubinova dynamická
klasifikace kostních dysplazií, založená na
rozpoznání radiografických abnormalit
(71 - Rubin 1964), která se historicky
uznává jako jeden z hlavních kroků
kupředu v rozvoji oboru KD. Klasifikace
shrnula poznatky o jednotlivých
nosologických jednotkách KD do seznamu
a vnesla do oboru logiku a pořádek.
Mezinárodní nomeklatura
konstitučních kostních chorob byla
poprvé vypracována výborem pro
nomenklaturu intrinsických chorob kostí
Evropské společnosti pro pediatrickou
radiologii (C. Fauré, H.J. Kaufmann, K.
Kozlowski, L.O. Langer, J. Lefévre, P.
Maroteaux, J. Sauvegrain, F.N.Silverman,
J. Spranger) v Paříži v roce l969 (9 - Faure
et al. 1971). V roce l977 byla provedena
první revize (24 - Kolář 1979, 4 - Brychnáč
1979, 65 - Rimoin et al. 1979) a roku l983
druhá revize Mezinárodní nomenklatury
(18, 27 - Kolář 1994). Snahou obou revizí
bylo dosáhnout v mezinárodním styku
jednotné terminologie, odstranit množství
synonym a nepřesných názvů pro řadu
identických jednotek, eliminovat označení
dwarfismus a zavést označení dysplazie
(např. místo diastrofický dwarfismus
užívat název diastrofická dysplazie) a
konečně zařadit nově definované KD. Při
druhé revizi byla zařazena nová skupina
nazvaná „Rozmanité choroby s postižením
skeletu“, zahrnující již dříve známé
syndromy, např. Marfanův syndrom,
Coffinův-Lowryho a cerebrohepatorenální
syndrom, neurofibromatózu aj. První dvě
verze Mezinárodní nomenklatury (1969 a
1977) i podruhé revidovaná Mezinárodní
nomenklatura KD (1983) – třetí verze se
vyznačovaly neúplností a nepřehledností
(59 – Pazderka a Brychnáč 1981).
Nedokonalost této klasifikace
byla
způsobena hlavně současným používáním
101
klinicko-radiologické klasifikace
a
zaváděním klasifikace etiopatogenetické.
Třetí revize (čtvrtá verze) Mezinárodní
klasifikace osteochondrodysplazií
(MKO) byla provedena na schůzce
Mezinárodní pracovní skupiny pro
konstituční onemocnění kostí v Bad
Honnef v roce l991 (Mezinárodní
klasifikace osteochondrodysplazií 1992
/28 - Kolář 1994, 30 - Kozlowski a
Beighton 1995/). Proti předešlým verzím
prodělala několik větších změn. Vycházela
výlučně z radiodiagnostických hledisek,
podle nichž byly sdruženy do “rodin“
k o s tn í d y s p lazie s mo r f o lo g ick y
podobnými vývojovými odchylkami
chondrooseální tkáně. Nosologické
jednotky byly rozděleny do 3 hlavních
skupin, zahrnujících A. Defekty dlouhých
(a plochých) kostí anebo osového skeletu,
B. Deorganizovaný vývoj chrupavčitých a
vazivových složek kostry a C. Idiopatické
osteolýzy. Skupina A. obsahovala 24
podskupin rozdělených na základě
společných rentgenologických symptomů.
V klasifikaci bylo uvedeno více než 180
nozologických jednotek a současně i číslo,
pod kterým je kostní dysplazie uvedena v
McKusickově katalogu "Mendelova
dědičnost u člověka" (Mendelian
inheritance in man). U většiny jednotek byl
uveden způsob mendelovské dědičnosti. U
některých KD byly uvedeny informace o
lokalizaci genu na určitém chromosomu
(chromosomální mapování) či známé
genové sekvence, genové mutace a jejich
fenotypový projev na úrovni struktury
proteinu. Např. u mukopolysacharidózy IV
B se jedná o defekt v genu GLB1,
lokalizovaném na krátkém raménku 3.
chromosomu (3p21-p13.2) a kódujícím
proteinovou sekvenci enzymu Betagalaktosidázy.
102
Do 3. revize MKO oproti přechozím
v e r z ím Mezinárodní nomeklatury
konstitučních kostních chorob nebyly
zahrnuty dysostózy (s postižením lebky a
obličeje, s převážně axiálním postižením a
s převážným postižením končetin), čímž se
značně zvětšila její neúplnost. Pracovní
skupina nebyla
schopna provést
přehodnocení této rozsáhlé heterogenní
skupiny. Chromosomální aberace byly
přiřazeny k 13. podskupině tečkovaných
epifýz (chondrodysplasia punctata) spolu s
warfarinovou embryopatií a fetálním
alkoholovým syndromem. Nosologické
jednotky ze skupiny primárních
metabolických chorob (verze MN
konstitučních kostních chorob z roku 1983)
jsou uvedeny jako samostatné podskupiny
ve skupině A, a to jako 10. podskupina D y s o s t o s i s m u l t i p l e x
(mukopolysacharidózy) a 23. podskupina Dysplazie s defektní mineralizací.
Homocystinurie a Menkesův syndrom byly
zařazeny k 22. podskupině - Dysplazie se
sníženou kostní hutnotou.
Etiopatogenetické znalosti i přes velmi
rychlé pokroky v biochemii a molekulární
biologii byly dosud příliš úlomkovité, aby
bylo možné zavedení kauzální klasifikace.
Čtvrtou
revizi Mezinárodní
nomenklatury a klasifikace
o s t e o c h o n d ro d y s p l a z i í p r o v e d l a
Mezinárodní pracovní skupina kostních
dysplazií v Los Angeles v Californii v roce
1997 (Mezinárodní nomenklatura a
klasifikace osteochondrodysplazií 1998).
Rodiny chorob byly znovu uspořádány na
základě recentních etiopatogenetických
informací, týkajících se genového anebo
proteinového defektu. Kostní dysplazie
byly seskupeny do zvláštních rodin podle
základního defektu, který vznikl mutacemi
ve stejném genu. Patří sem choroby skupiny
achondroplazie s mutacemi ve fibroblast
growth factor receptoru 3 (FGFR-3),
choroby skupiny diastrofické dysplazie s
mutacemi diastrophic dysplasia sulfate
transporter gene, II. typ kolagenopatií s
mutacemi
kolagenu typu II, XI. typ
kolagenopatií a choroby s mutacemi v
cartilage oligomeric matrix proteinu
(COMP). Bylo přidáno několik nových
skupin včetně skupiny letální skeletální
dysplazie s fragmentovanými kostmi a
skupina různé těžké neonatální dysplazie.
Přejmenována byla skupina
osteodysplastických štíhlých kostí. Skupina
dysplazií se zvýšenou kostní hustotou byla
rozdělena do 3 nových rodin: 1. zvýšená
kostní hustota bez modifikace tvaru kostí,
2. zvýšená kostní hustota s postižením
diafýz a 3. zvýšená kostní hustota s
metafyzárním postižením. Stále existuje
množství kostních dysplazií, u kterých
základní molekulární defekt není
rozpoznán. Se stoupajícím tempem
molekulárních objevů bude klasifikace a
nomenklatura průběžně doplňována a
obměňována. Mezinárodní pracovní
skupina i v této verzi vynechala klasifikaci
dysostóz s vědomím, že je nezbytná
reklasifikace této rozsáhlé heterogenní
skupiny ve světle rychlého vývoje našich
znalostí o genomu člověka. Určité jednotky
původně uváděné mezi dysostózami byly
již zařazeny k osteochondrodysplaziím,
protože
jsou způsobeny mutacemi v
genech, které jsou sdruženy s dysplaziemi
(např.
brachydaktylie C, HunterThompsonova dysplazie a Grebeho
dysplazie). K spondyloepimetafyzárním
dysplaziím uvedeným v 10. skupině byla v
Nomenklatuře nově zařazena
Chondrodystrofická myotonie. Jako 32.
skupina jsou nově zařazeny dysplazie
pately.
Ze seznamu dysplazií se zvýšenou
kostní hustotou vypadla bez zdůvodnění
Pachydermoperiostóza a chromosomální
aberace byly zcela opomenuty přestože
patognomonické dysplastické nálezy na
skeletu jsou u většiny známých aberací jako
např. Turnerův a Downův syndrom. Ve 4. i
5. verzi Mezinárodní nomenklatury
postrádáme většinu nosologických
jednotek uvedených ve 3. verzi
Nomenklatury z roku 1983 pod názvem
Rozličné odchylky postihující kosti jako
například Marfanův syndrom, vrozená
arachnodaktylie s kontrakturami, syndrom
nevoidního bazaliomu, neurofibromatóza
aj.
Mezinárodní nomenklatura a
klasifikace osteochondrodysplazií z roku
1997 (20) je dostupná pomocí Internetu na
Webové stránce „International Skeletal
Dysplasia“(http://www.csmc.edu/genetics
/skeledys) ,
kde každá jednotka je
připojena k OMIM, takže popis choroby,
její genetika, patogeneze, molekulární
diagnostika a literární odkazy mohou být
ihned vyhledány.
Na zpřístupnění původní pařížské
Mezinárodní nomeklatury konstitučních
kostních chorob i dalších jejích verzí revizí naší lékařské veřejnosti měl největší
zásluhu J. Kolář, který uveřejnil překlady
názvosloví seznamů kostních chorob
včetně nezbytných komentářů v časopisech
Česká radiologie (24 - Kolář 1979) a
Pohybové ústrojí (27 - Kolář 1994, 28 Kolář 1994).
2.5. Diagnostika a klasifikace souboru
pacientů
Již v roce 1986 autor zhodnotil v
disertační práci „Kostní dysplazie“ (36 -
103
Mařík 1986) soubor 180 pacientů s
vrozenými systémovými, končetinovými a
kombinovanými vadami. Soubor
obsahoval 46 nosologických jednotek,
které byly klasifikovány s ohledem na
Mezinárodní nomeklatura konstitučních
kostních chorob z roku 1983. V roce 1994
se spoluautory publikoval původní práci
„Komplexní přístup k systémovým a
kombinovaným končetinovým vadám
pohybového ústrojí“ (43 - Mařík et al.
1994), kde byl hodnocen soubor 620
pacientů, u kterého bylo diagnostikováno
74 nosologických jednotek. I v této práci
byl soubor pacientů klasifikován podle
Mezinárodní nomenklatury konstitučních
kostních chorob z roku 1983.
V dalších původních sděleních
„Diagnostika, klasifikace a komplexní
p é č e
o
p a c i e n t y
s
osteochondrodysplaziemi“ (50 - Mařík a
K o z l o w s k i 1 9 9 8 )
a
„Osteochondrodysplazie - diagnostika,
klasifikace, terapie“ (51 - Mařík et al.
1999), kde jedním ze spoluautorů byl K.
Kozlowski, bylo prezentováno 35
nosologických jednotek
diagnostikovaných
u souboru 220
pacientů za pětileté období existence
pohybového aparátu v Praze. Soubor
pacientů s OCHD byl rozdělen s ohledem
na potřetí revidovanou
Mezinárodní
klasifikaci osteochondrodysplazií z roku
1991 založenou
výlučně na
radiodiagnostické diagnostice a
stratifikaci.
Z dalších diagnosticky zaměřených
prací se autor zasloužil o publikování
kasuistik o dysplastické osifikaci kyčelních
kloubů (34 - Mařík et al. 1984), vitamin D
rezistentní křivici (44 - Mařík a Kuklík
1994), těžké formě pseudoachondroplazie
104
(49 - Mařík a Kozlowski 1998), torakopánevní dysostóze (52 - Mařík et al. 2000)
a s dalšími spoluautory uveřejnil souborná
a původní sdělení o osteogenesis
imperfecta (38 - Mařík et al. 1988, 39 Mařík et al. 1988, 74 - Sokolov et al. 1992,
42 - Mařík et al. 1992, 46 - Mařík et al.
1995), mukopolysacharidózách a
oligosacharidózách (45 - Mařík et al. 1994),
neurofibromatózy von Recklinghausen,
typ I (47 - Mařík a Kuklík 1995), juvenilní
idiopatické osteoporóze (48 - Mařík a
Kuklík 1996), markerech kostního
metabolismu (52 - Mařík et al. 2000 ) aj. (32
- Kuklík et al. 1999, 40 – Mařík 1989, 55 Mazurová et al. 1995, 56 - Mazurová et al.
1999).
V tabulce 1 je uvedeno rozdělení
souboru 271 pacientů s
osteochondrodysplazií, kde bylo
diagnostikováno 58
nosologických
jednotek podle čtvrté revize paté verze
Mezinárodní nomenklatury a
klasifikace osteochondrodysplazií (1997
/20/).
Li t e r a t u r a
1. Aulthouse AL, Beck M, Griffey E et al. Expression
of the Human Chondrocyte Phenotype in Vitro. In
vitro Cell Dev Biol, 25, 1989, č. 7, s. 659 - 68.
2. Aulthouse AL, Carubelli CM, Dow TM et al.
Influence of retinol on human chondrocytes in agarose
culture. Anat Rec, 232, 1992, s. 52 – 59.
3. Brothwell D, Sandison AT. Diseases in antiquity. A
Survey of the Diseases, Injuries and Surgery of Early
Populations. Springfield, Illinois, USA: Charles C.
Thomas, 1967.
4. Brychnáč V. Nomenklatura konstitučních kostních
chorob, Čs Pediat, 34, 1979, č. 5, s. 308-310.
5. Butler MG, Meaney FJ, Kaler SG.
Metacarpophalangeal Pattern Profile Analysis in
Clinical Genetics: An Applied Anthropometric
Method. Americal Journal of Physical Anthropology,
70, 1986, s. 195 – 201.
6. Butler MG, Gale DD, Meaney FJ.
Metacarpophalangeal Pattern Profile Analysis in
Diastrophic Dysplasia. American Journal of Medical
Genetics, 28, 1987, s. 685 – 89.
7. Cremin BJ, Beighton P. Bone Dysplasias of Infancy.
A Radiological Atlas. Berlin:
Springer-Verlag, 1978, 107.
8. Enderle A, Meyerhöfer D, Unverfehrt G. Small
People – Great Art. Restricted growth from an artistic
and medical viewpoint. Hamm – Germany: Artcolor
Verlag, 1994, 324 s.
9. Fauré C, Kaufmann HJ, Kozlowski K, et al.
Nomenclature of Constitutional (Intrinsic) Diseases of
Bones. Pediatrics, 47, 1971, s. 431 - 36.
10. Frost HM. The Laws of Bone Structure. 4th ed.
Springfield: C. C. Thomas, 1964. 167 s.
11. Frost HM. Osteogenesis imperfecta. The set point
proposal (a posssible causative mechanism). Clin
Orthop, 216, 1987, s. 280 - 96.
12. Garn SM, Hertzog KP, Poznanski AK, Nagy JM.
Metacarpophalangeal length in the evaluation of
skeletal malformation. Radiology, 105, 1972, s. 375 –
381.
13. Hagenäs L. Auxological Standards in Bone
Dysplasias. Horm Res, 45 (suppl 2), 1996, s. 24 - 34.
14. Hesinger RN. Standards in Pediatric Orthopedics.
Tables, charts, and graphs illustrating growth. New
York: Raven Press, 1986, 403 s.
15. Heřt J. Wolfův transformační zákon po 100 letech.
Acta Chir orthop Traum čech, 57, 1990, č. 6, s. 465-76.
16. Horton WA, Rotter JI, Rimoin DL, Scott CHI, Hall
JG. Standard growth curves for achondroplasia.
Journal of Pediatrics, 93, 1978, č. 3, s. 435 – 438.
17. Hwang WS, Tock EPC, Tan KL, Tan LKA. The
pathology of cartilage in chondrodysplasias. J
Pathology, 127, 1979, s. 11 – 18.
18. International nomenclature of constitutional
diseases of bone. Revision, May, 1983, Ann Radiol,
26, 1983, č. 6, s. 457 - 462.
19. International classification of
osteochondrodysplasias. The International Working
Group
on Constitutional Diseases of Bone
/Communicated by J. Spranger/, Eur J Pediatr, 151,
1992, s. 407 – 415.
20. International Nomenclature and Classification of
the Osteochondrodysplasias (1997). International
Working Group on Constitutional Diseases of Bone.
Amer J Med Gen, 79, 1998, s. 376 – 382.
21. Jee WSS. Priciples in bone physiology. J
Musculoskel Neuron Interact, 1, 2000, č. 1, s. 11 – 13.
22. Kaufmann HJ. Intrinsic Diseases of Bones.
Progress in Pediatric Radiology, Vol. 4, Basel,
Munchen, Paris, New York, Sydney: S. Karger 1973.
593 s.
23. Kimura T, Yasui N, Ohsawa S, Ono K.
Chondrocytes embedded in collagen gels maintain
cartilage phenotype during long-term cultures. Clin
Orthoped, 186, 1984, s. 231 – 39.
24. Kolář J. Mezinárodní nomenklatura konstitučních
kostních chorob. Čs Radiol, 33, 1979, č. 2, s. 135-139.
25. Kolář J, Zídková H. Nárys kostní
radiodiagnostiky. Praha: Avicenum 1986. 419 s.
26. Kolář J. Signály generalizovaných a systémových
chorob kostry v rentgenovém obraze páteře. Čs
Radiol, 45, 1991, č. 2, s. 65-89.
27. Kolář J. Mezinárodní nomenklatura konstitučních
kostních chorob. Pohybové ústrojí, 1, 1994, č. 1, s. 1724.
28. Kolář J. Mezinárodní klasifikace
osteochondrodysplazií. Pohybové ústrojí, 1, 1994, č.
2., s. 69-84.
29. Kolář J. Páteř u osteochondrodysplazií. Pohybové
ústrojí, 5, 1998, č. 3-4, s. 108 – 118.
30. Kozlowski, K., Beighton, P.: Gamut Index of
Skeletal Dysplasias. An Aid to Radiodiagnosis. 2nd
ed., London, Berlin, Heidelberg, New York, Paris,
Tokyo, Hong Kong, Barcelona, Budapest: SpringerVerlag 1995. 214 s.
31. Kubát R, Mařík I. Vrozené vady pohybového
ústrojí. Acta Chir orthop Traum čech, 52, 1985, č. 3, s.
191 – 200.
32. Kuklík M, Mařík I, Zobanová A. Syndrom
Hallermannův-Streiffův-Francoisův (dysmorphia
mandibulo-oculo-facialis). Pohybové ústrojí 6, 1999,
č. 2, s. 131 – 142.
33. Laron Z, Mastragostino S, Romano C et al. Limb
lengthening for whom, when and how? Modern
Endocrinology and Diabetes. Series Editor: ZVI
Laron, Vol. 3, London, Tel Aviv: Freund Publishing
House Ltd, 1995, 254 s.
34. Mařík I, Zeman J, Kuklík M. Primární dysplastická
osifikace kyčelních kloubů. Acta Chir orthop Traum
čech, 51, 1984, č. 3, s. 241-47.
35. Mařík I, Popelka S. Systémová onemocnění
skeletu. In: Kubát R et al. Ortopedie a traumatologie
pohybového ústrojí. Praha: Státní pedagogické
nakladatelství, 1985, s. 59 – 65.
36. Mařík I. Kostní dysplazie. Kandidátská disertační
práce, 1. a 2. svazek. Praha: Fakulta dětského lékařství
University Karlovy, l986, 470 s.
37. Mařík I, Kuklík M. Historické aspekty kostních
dysplázií. Čs Pediat, 42, č. 5, 1987,
s. 304-306.
38. Mařík I, Kuklík M, Kubát R. Osteogenesis
imperfecta I. Klinicko-genetická charakteristika. Acta
Chir orthop Traum čech, 55, č. 4, 1988, s. 318 - 26.
imperfecta II. Diferenciální diagnostika a terapie. Acta
40. Mařík I. Osteodysplastie (tzv. Melnickův -
105
Needlesův syndrom). Čs Pediat, 44, l989, č. 8, s. 505.
41. Mařík I, Zemková D, Kubát R et al. Predikce
tělesné výšky a zkrácení dolního segmentu těla v
dospělosti u achondroplázie. Acta Chir orthop Traum
čech, 56, 1989, č. 6, s. 507-515.
42. Mařík I, Kubát R, Kuklík M et al. Complex care for
patients with osteogenesis imperfecta with the use of
Calcitonin Rorer. Videofilm. Prague: Videostudio of
Institute for Postgraduate Studies, 1992.
43. Mařík I, Zubina P, Kuklík M, Hadraba I, Kříž V.
Komplexní přístup k systémovým a kombinovaným
končetinovým vadám pohybového ústrojí. Pohybové
ústrojí, 1, 1994, č. 1, s. 33 – 49.
44. Mařík I, Kuklík M. Vitamin-D Resistant Rickets.
Pohybové ústrojí, 1, 1994, č. 2, s. 99 -101.
45. Mařík I, Kuklík M, Hyánek J, Povýšil C.
Mucopolysaccharidoses and Oligosaccharidoses.
Pohybové ústrojí, 1, 1994, č. 3, s. 137-150.
46. Mařík I, Kuklík M, Povýšil C, Hausmann J,
Hyánek J, Handzel J. The effect of calcitonin Rorer in
osteogenesis imperfecta. Pohybové ústrojí, 2, 1995, č.
1, s. 8-14.
47. Mařík I, Kuklík M. Generalizovaná forma
neurofibromatózy von Recklinghausen I. typu s
lokalizovaným gigantismem: souborný referát s
kasuistikou. Pohybové ústrojí, 2, 1995, č. 4, s. 150162.
48. Mařík I, Kuklík M. Idiopatická juvenilní
osteoporóza. Pohybové ústrojí, 3, 1996, č. 3, s. 162 –
179.
49. Mařík I, Kozlowski K. Severe
pseudoachondroplasia in a mother and son. Radiol
Med, 96, 1998, s. 98 – 100.
50. Mařík I, Kozlowski KS. Diagnostika, klasifikace a
komplexní péče o pacienty s
osteochondrodysplaziemi. Pohybové ústrojí, 5, 1998,
č. 3 + 4, s. 172 – 189.
51. Mařík I, Kuklík M, Zemková D, Kozlowski K.
Osteochondrodysplazie – diagnostika, klasifikace,
terapie. Čs Pediat 54, 1999, č. 5, s. 183 – 189.
52. Mařík I, Hulejová H, Špaček P, Hyánek J, Adam
M, Hyánková E, Mazurová F, Zemková D. Hodnoty
některých biochemických ukazatelů kostního
metabolismu u kostních dysplazií. Čes-slov Pediat,
55, 2000, č. 1, s. 9 – 15.
53. Marik I, Grochova J, Kozlowski K. Thoracicpelvic dysostosis. Clinical Dysmorphology, 9, 2000, č.
4, s. 285 – 287.
54. Matějovský Z., Povýšil C, Kolář J. Kostní nádory.
Praha: Avicenum / zdravotnické nakladatelství, 1988,
447 s.
55. Mazurová F, Mazura I, Kuklík M, Mařík I.
Možnosti prenatální diagnostiky achondroplazie
molekulárně genetickými metodami. Pohybové
106
ústrojí, 2, 1995, č. 4, s. 145-49.
56. Mazurová F. Mazura I, Mařík I. Možnosti
diagnostiky achondroplazie a neurofibromatózy (NF1) molekulárně genetickými metodami. Pohybové
ústrojí, 6, 1999, č. 1, s. 6 – 10.
57. Orioli JM, Castilla EC et al. The birth prevalence
rates for the skeletal dysplasias. In: J Med Genet, 23,
1986, S, 328 s.
58. Parsons V. A Colour Atlas of Bone Diseases.
Holland: Wolfe Medical Publications Ltd 1980, 112 s.
59. Pazderka V, Brychnáč V. Kritické poznámky k
rozdělení osteochondrodysplazií (první sdělení). Čs
Patol, 17, 1981, č. 4, s. 173-183.
60. Povýšilová V, Povýšil C, Mařík I. Diastrophic
dysplasia: Histochemical and ultrastructural study of
the enchondral growth plate. Path ResPract, 182,
1987, č. 4, s. 544.
61. Poznanski AK. The Hand in Radiologic Diagnosis.
Philadelphia, W.B. Saunders Company 1974, 588 s.
62. Poznanski AK. Garn SM, Shaw HA. The carpal
angle in the congenital malformation syndromes. Ann
Radiol, 19, 1976, č. 1, s. 141 – 150.
63. Rimoin DL. Histopathology and ultrastructure of
cartilage in the chondrodystrophies. Birth Defects, 10,
1974, č. 9, s. 1 – 18.
64. Rimoin DL, Hollister DW, Lachman RS,
Kaufmann RL et al. Histologic studies in the
chondrodystrophies. In: Bergsma D, ed. Skeletal
Dysplasias. Birth Defects. Orig Art Ser, X, 1974, č. 12,
New York: The National Foundation - March of
Dimes, 1974, s. 274 – 295.
65. Rimoin DL, Hall JG, Maroteaux P et al.
Nomenclature of constitutional diseases of bone with
bibliography. Birth Defects, Orig Art Ser, XV, 1979, č.
10.
66. Rischbieth H, Barrington A. Treasury of Human
Inheritance, Parts VII, VIII, Section XV A, Dwarfism,
London 1912, 355 s.
67. Robinow M, Chumlea WC. Standards for Limb
Bone Length Ratios in Children. Radiology, 143,
1982, s. 433 – 436.
68. Roth M. The role of neural growth in the
pathomechanism of skeletal dysplasias: an
experimental study. Pohybové ústrojí, 2, 1995, č. 3, s.
85-111.
69. Roth M. Neuroadaptivní patomechanismus u
kostních dysplazií. Pohybové ústrojí, 5, 1998, č. 3 + 4,
s.127 – 132.
70. Roth M. Neuroadaptive changes of seemingly
primary bone affections. Pohybové ústrojí, 7, 2000, č.
1, s. 15 – 23.
71. Rubin P. Dynamic Classification of Bone
Dysplasias. Chicago:Year Book Medical Publishers
1964, 410 s.
72. Silberberg R. Ultrastructure of cartilage in
chondrodystrophies. In: Bergsma D, ed. Skeletal
Dysplasias. Birth Defects. Orig Art Ser, 10, 1974, č.
12, New York, The National Foundation - March of
Dimes 1974, s. 306 – 313.
73. Sobotka Z, Mařík I. Remodelation and
regeneration of bone tissue at some bone dysplasias.
Pohybové ústrojí, 2, 1995, č.1, s. 15 – 24.
74. Sokolov BP, Sher BM, Hausmann J, Mařík I, Deyl
Z, Kalinin VN. Altered ratio of collagen chains in bone
of a patient with non-lethal osteogenesis imperfecta.
Biochimica et Biophysica Acta, 1138, 1992, s. 93-96.
75. Spranger JW, Langer LO, Wiedemann HR. Bone
Dysplasias: An Atlas of Constitutional
Disorders of Skeletal Development.Jena: VEB Gustav
Fischer Verlag, 1974, 369 s.
76. Stanescu V, Bona C, Ionescu V. The tibial growing
cartilage biopsy in the study of growth disturbances.
Acta Endocrinol, 64, 1970, s. 577 – 601.
77. Stanescu V, Stanescu R, Szirmai JA.
Microchemical analysis of human tibial growth
cartilage in various forms of dwarfism. Acta
Endocrinol, 69, 1972, s. 659 – 687.
78. Stanescu V, Stanescu R, Maroteaux P.
Pathogenesis of pseudoachondroplasia and
diastrophic dysplasia. In. Skeletal Dysplasias. New
York: Alan R. Liss, 1982, s. 385 – 394.
79. Šlais J, Fakan F, Vaněk J, Jr. Změny růstové
chrupavky u některých osteochondrodysplazií. Čs
Patol, 17, 1981, č. 4, s. 171 – 174.
80. Taybi H, Lachman RS. Radiology of Syndromes,
Metabolic Disorders, and Skeletal Dysplasias. 4th ed.
St. Louis, Baltimore, Boston: Mosby, 1996, 1135 s.
81. Volkov MV. Childhood Osteology. Bone Tumours
and Dysplasias. Moscow: Mir Publishers, 1972, 466 s.
82. Volkov MB. Bolezni kostěj u dětej. Moskva:
Medicina, 1985, 512 s.
83. Warkany J. Congenital Malformations. Notes and
Comments. Chicago: Year Book Medical Publishers,
1971, 1309 s.
84. Warkany J. Dwarfs and other little people: An
overview. Seminars in Roentgenology, VII, 1973, č. 2,
s. 135 – 139.
85. Wilner D. Radiology of Bone Tumors and Allied
Disorders. Vol I. Philadelphia: Saunders, 1982.
86. Wynne-Davies R, Hall Ch M, Apley A G. Atlas od
skeletal dysplasias. Edinburgh: Churchill
Livingstone, 1985, 646 s..
87. Zemková D, Mařík I. Antropometrie a její využití v
komplexní péči o pacienty s kostními dysplaziemi.
Pohybové ústrojí, 5, 1998, č. 3+4, s. 119 – 126.
88. Žižka J. Diagnostika syndromů a malformací.
Praha, Bratislava: Galen,1994, 414 s.
107
Tabulka 1. Rozdělení souboru 271 pacientů s osteochondrodysplazií.
Osteochondrodysplazie
počet
1. Skupina achondroplazie
Achondroplazie
Hypochondroplazie
38
14
3. Skupina metatropických dysplazií
Metatropická dysplazie
2
4. Skupina dysplazií s krátkými žebry
Chondroektodermální dysplazie (Ellis van Creveld)
3
6. Skupina diastrofické dysplazie
Diastrofická dysplazie
3
8. II. typ kolagenopatií
Spondyloepifyzární dysplazie (SED) vrozená
SED s brachydaktylií
1
3
9. XI. typ kolagenopatií
Sticklerova dysplazie
1
10. Jiné spondyloepi-(meta)-fyzární dysplazie
X-vázaná spondyloepifyzární dysplazie pozdní
Epimetafyzární s minimálním postižením páteře
Chondrodystrofická myotonie (Schwartzův Jampelův Syndrom)
1
1
1
11. Mnohočetná epifyzární dysplazie a pseudoachondroplazie
Pseudoachondroplazie
Mnohočetná epifyzární dysplazie
(Typ Fairbank a Ribbing)
Jiné MED (Meyerova dysplazie)
12. Chondrodysplasia punctata
Conradi-Hünermann typ
13. Metafyzární dysplazie
Schmid typ
McKusick typ (cartilage hair hypoplasia)
Metafyzární dysplazie s pankreatickou
insuficiencí a cyklickou neutropenií (Shwachman Diamond)
108
11
17
8
4
13
2
2
15. Brachyolmia spondylodysplazie
Autosomálně dominantní typ
2
16. Mesomelické dysplazie
Dyschondroosteosis (Leri-Weill)
6
17. Akromelické a akromesomelické dysplazie
Kranioektodermální dysplazie
Trichorinofalangeální dysplazie, typ I
Brachydaktylie typ E
Akrodysostosis
1
5
3
2
18. Dysplazie s nápadným postižením membranosních kostí
Kleidokraniální dysplazie
Osteodysplasty (Melnick-Needles)
3
1
20. Mnohočetná vykloubení s dysplaziemi
Larsenův syndrom
Podobné syndromy
1
1
21. Skupina dysostosis multiplex
Mukopolysacharidóza II
Mukopolysacharidóza IIIA
Mukopolysacharidóza IVB
Mukopolysacharidóza VI
Alfa Manosidóza
Mukolipidóza II
Mukolipidóza III
2
1
1
1
1
1
1
23. Dysplazie se sníženou kostní hustotou
Osteogenesis imperfecta IA
Osteogenesis imperfecta IB
Osteogenesis imperfecta II
Osteogenesis imperfecta III
Osteogenesis imperfecta IVB
Osteoporosis-pseudoglioma dysplazie
Idiopatická juvenilní osteoporóza
27
4
2
10
3
2
14
24. Dysplazie s defektní mineralizací
Hypofosfatázie dospělá forma
Hypofosfatázie infantilní forma
Hypofosfatemická křivice
3
4
13
109
25. Zvýšená kostní hustota bez modifikace kostního tvaru
Melorheostóza
1
26. Zvýšená kostní hustota s postižením diafýz
Kenny Caffey dysplazie
Osteoektazie s hyperfosfatázií (juvenilní Paget)
1
1
27. Zvýšená kostní hustota s postižením metafýz
Kraniometafyzární dysplazie mírný typ
2
28. Neonatální těžké osteosklerotické dysplazie
Caffeyova choroba s prenatálním začátkem
1
30. Desorganizovaný vývoj chrupavčitých a fibrózních složek skeletu
Mnohočetné kartilaginózní exostózy
11
Enchondromatóza, Ollier
3
Enchondromatóza s hemangiomy (Maffucci)
1
Spondyloenchondromatóza
2
Fibrózní dysplazie (McCune-Albright aj.)
1
31. Osteolýzy
Multicentrická převážně tarzální a interfalangeální
Hajdu-Cheney syndrom
1
2
32. Dysplazie pately
Nail patella dysplazie (Osteo-onychodysplazie)
4
Celkem
110
58
271
3. KONČETINOVÉ VADY
Vrozené končetinové vady (VKV)
byly uváděny v prvních třech verzích
Mezinárodní klasifikace
osteochondrodysplazií (z let 1969, 1977 a
1983 /67/) jako podskupina rozsáhlé
skupiny dysostóz označovaná „Dysostózy s
převažujícím postižením končetin“. V
dalších dvou verzích (z roku 1991 /68/ a
1997/69/) již nebyly uvedeny a
Mezinárodní pracovní skupina pro
konstituční choroby kostí konstatovala
nutnost reklasifikovat celou skupinu
dysostóz s ohledem na rychlý vývoj našich
znalostí o lidském genomu. Některé
nosologické jednotky, původně uváděné
jako dysostózy, byly již na základě
zjištěných mutací genů zařazeny mezi
osteochondrodysplazie (OCHD) (69 International Nomenclature and
C l a s s i f i c a t i o n o f t h e
Osteochondrodysplasias 1998).
VKV se vyskytují jednak izolovaně a
jednak jako součást nebo patognomonický
symptom u některých generalizovaných
abnormalit skeletu a syndromů, a to u tzv.
kombinovaných vad s abnormálním
vývojem různých tkání a orgánů
(dysmorfické vady), genetických syndromů
a kostních dysplazií. (např. palec sevřený
do dlaně u distálního typu artrogrypózy,
longitudinální radiální aplazie u syndromu
TA R ( K ) , VA ( C ) T E R ( L ) a n e b o
symfalangismus proximálních
interfalangeálních /PIP/ kloubů a tzv.
stopařský palec u diastrofické dysplazie aj.)
Typ vady končetiny je určen stupněm jejího
vývoje, kdy inzult (noxa) působil.
Závažnost vady pak odráží stupeň
destrukce mezenchymu končetiny (7 Conway and Bowe 1956, 6 - Burtch 1966, 9
- Day 1988).
Vrozené končetinové vady a malformace
ruky se vyskytují relativně často. Zřejmě
první statistické zpracování výskytu
vrozených vad ruky pochází od BirchaJensena v Dánsku z roku 1949 (2 - BirchJensen 1949). Nalezl celkem 625 pacientů s
malformací rukou, tj. jeden postižený
připadal na 6438 obyvatel Dánska. Jeho
soubor ale nezahrnoval polydaktylie a
syndaktylie. Conway a Bowe (7 - 1956)
sledovali v letech 1932 - 1945 výskyt
vrozených vad ruky u dětí narozených v
New Yorku. Udávají frekvenci výskytu
jedné malformace na 626 živě narozených
dětí. V ČSSR byla povinná registrace všech
vrozených vad od roku 1965. Podle
statistických hlášení frekvence výskytu
vrozených vad ruky ze začátku
osmdesátých let připadala jedna
malformace na 744 živě narozených dětí
(30 - Martinová 1982). V roce 1982 Výbor
pro vrozené malformace Mezinárodní
federace společností pro chirurgii ruky
(IFSSH) uvedl prevalenci přibližně 11
anomálií na 10 000 obyvatel. Tyto údaje
byly získány ze statistik 7 center ve Velké
Británii, Japonsku a USA (cit. sec. 17 - Jobe
and Wright 1992). Nejčastěji se vyskytující
izolované anomálie ruky jsou syndaktylie
(1 : 2000 živě narozených dětí),
polydaktylie (preaxiální se vyskytuje asi 1 :
3000, postaxiální asi 1 : 300 živě
narozených dětí /cit. sec. 17 - Jobe and
Wright 1992/), vrozené amputace
(incidence 6,8 : 10 000 /62 - Wynne-Davies
and Lamb 1985, cit. sec. 17 - Jobe and
Wright 1992/), kamptodaktylie (podobná
incidence jako u vrozených amputací /12 Flatt 1977/), klinodaktylie (incidence
Kirnerovy deformity se odhaduje na 1 : 410
živě narozených /8 - David and Burwood
1972/), defekty jako následek amniálních
zaškrcenin končetin (incidence se uvádí 1 :
111
15 000 narozených dětí /40 - Patterson
1961/ a manus vara (výskyt 1 : 100 000 /12 Flatt 1977, 64 - Yamaguchi et al. 1973/).
Výskyt vrozených malformací končetin
(včetně rukou a nohou), které se vyskytují
jako součást genetických syndromů,
kombinovaných dysmorfických vad nebo
kostních dysplazií, je na rozdíl od
izolovaných končetinových vad raritní.
Např. incidence vrozené deficience tibie v
USA byla 0,001 : 1000 živě narozených
dětí (5 - Brown 1971). Incidence vrozených
dysostóz se všeobecně odhaduje v širokém
rozmezí 0,1 - 1 : 1000 živě narozených (31 Mařík et al. 1994). Průměrná incidence
kostních dysplazií (osteochondrodysplazií)
podle světových statistik se uvádí 0,30 0,45 : 1000 živě narozených dětí (15 Hagenäs 1996).
3.1. Embryologické a etiopatogenetické
poznámky
Embryologie
Končetiny se vyvíjejí až po vytvoření
hlavní osy těla, kdy je zřetelně
diferencována hlava i kaudální konec
zárodku a mezoderm je rozdělen na somity.
Vývoj každého orgánu je výsledkem
interakce minimálně dvou buněčných
populací - u končetin jde o interakce
mezenchymu a ektodermu.
Diferenciace končetin lidského
embrya je pozorována v určitém
sekvenčním pořadí. Horní končetiny se
vyvíjejí dříve než dolní, a i ve vývoji
vnitřních struktur končetiny (jednotlivých
kostí, kosterních spojení a svalů) je výrazný
proximodistální gradient, tj. paže a
předloktí se formují dříve než ruka (11 Dylevský 1999, 52 - Swanson 1981).
Základ ploutvovitých končetin, tzv.
112
Obr. 1. Schématické zobrazení základních stádií
vývoje horní končetiny (podle 11 - Dylevský 1999).
končetinových pupenů se formuje na boční
stěně trupu mezi 24. - 26. dnem po
fertilizaci. V tomto stadiu je embryo
přibližně 4 mm dlouhé. Dolní končetiny se
diferencují později než horní končetiny
mají pěti až sedmidenní zpoždění. Zároveň
je zachován v diferenciaci gradient
radioulnární, resp. tibiofibulární, tj.
radiálně orientované struktury na horních
končetinách či tibiální struktury na dolních
končetinách se diferencují dříve. K
rozlišení, stylopodia (paže, stehno),
zeugopodia (předloktí, bérec) a autopodia
(ruka, noha) dochází v průběhu 32. dne.
Prsty jsou separovány 41. den a 48. den po
početí je vzhled ruky dobře definován skelet je chrupavčitého charakteru s
výjimkou terminálních falang, které dosud
nejsou chondrifikovány. Po 50. dnu se již
další diferenciace nepozoruje a pozdější
změny se týkají pouze velikosti, relativního
postavení a proporcí částí (52 - Swanson
1981). Na obr. 1 je schematické zobrazení
základních stadií vývoje horní končetiny
(podle 11 - Dylevský 1999). Osifikace
chrupavčitého základu kostry končetin
začíná 56. den gestačního věku, kdy
penetrace nutritivní tepny do základu
humeru určuje konec embryonálního
období vývoje. Lateralita souvisí s
přednostním zásobením levé strany
kyslíkem (aortální oblouk odstupuje
doleva), a proto diferenciace
končetinových pupenů na levé straně o
něco předchází stranu pravou (rovněž
malformace častěji postihují levou stranu).
Časový rozptyl v intervalu diferenciace lze
měřit v desítkách minut, a proto lze
prakticky ignorovat lateralitu sledovaných
struktur symetrických končetin.
Vývoj kloubů se děje v závislostech na
vývoji skeletu. V primárním mezenchymu
se vyvine kloubní disk a v něm vzniká
štěrbina jako základ budoucího kloubu.
Buňky této primitivní dutiny se diferencují
v synoviální membránu a pouzdro kloubní
a od 10. týdne gestačního věku je kloub již
dobře formovaný. Předpokladem správné
morfogeneze kloubu je aktivní fetální
pohyb.
Končetinové svaly vznikají z
mezodermu a jejich vývoj není přímo
závislý na vývoji kostry a kloubů (45 Slačálková a Seichert 1981). Zárodečná
svalová tkáň může být rozpoznána už v 5.
týdnu, k rozlišení svalových skupin dochází
kolem 44. dne. 32 dnů po vzniku
končetinového pupenu (který je patrný 24.
26. den po fertilizaci) se pozorují první
sporadické a chaotické pohyby článkované
k o n č e t i n y. Ve 1 2 . t ý d n u m ů ž e m e
zaznamenat první spontánní pohyb. Vývoj
svalů, co do počtu vláken, je prakticky
ukončen už při narození.
Magistrální cévy a nervy vstupují do
základů končetin 36. den. Fetální
pohyblivost, způsobená aktivní svalovou
činností, je nutná pro správný vývoj
nervového systému. Nervová činnost a
pohyb jsou na sobě vzájemně závislé.
Nervové zásobení se správně vyvíjí jen za
předpokladu růstu a pohybu. Příkladem
může být úchylka polohy plodu
(malpozice), která brání aktivním
pohybům plodu a v budoucnu se může
projevit poruchou nervového zásobení
příslušné oblasti.
Zevní utváření tvaru končetiny i
základu skeletu jsou morfologicky výrazné
a dobře sledovatelné procesy. Morfologické
diferenciační procesy uvnitř
končetinových pupenů jsou sledovatelné
pouze na mikroskopické a molekulární
úrovni. V posledních letech byly dosaženy
významné pokroky v molekulární
embryologii vyvíjejících se končetinových
pupenů (61 - Winter a Tickle 1993, 11 Dylevský 1999 ). Vývoj všech stavebních
složek končetiny je výsledkem celé
kaskády procesů exprimovaných geny (11 Dylevský 1999). Zásadní význam má
především poměrně krátká sekvence 180
nukleotidů, která je u člověka součástí čtyř
genů, ležících na 2., 7., 12. a 17.
chromozomu. Sekvence se označuje
názvem homeobox (Hox geny). Geny, které
obsahují homeobox, mají ve vývoji
různých druhů živočichů včetně člověka
zásadní význam, protože „vsunuté“
nukleotidy označují polohu, prostorovou
orientaci a geometrii těla zárodků včetně
geometrie a symetrie končetin.
Vývoj končetin z hlediska
homeotických genů (29 - Markoš 1997, 61 Winter a Tickle 1993).
Řízená exprese homeotických genů se
neomezuje jen na definování úseků hlavní
tělní osy. Osy končetin a vnitřních orgánů
jsou rovněž definovány homeotickým
kódem. Končetina obratlovců se vyvíjí z
homeotického pupene a její jednotlivé
113
anatomické části jsou determinovány ještě
předtím, než jsou poznatelné jako nově se
vynořující struktura. Jde o determinaci
morfologickou, nikoliv o diferenciaci.
Prsty, předloktí, paže i rameno obsahují
stejné typy buněk. Tyto buněčné typy
nejsou ještě v pupenu diferencované a
vyskytují se tam jen ve formě
determinovaných prekurzorů. Determinace
těchto buněčných typů proběhla už dříve a
jinak - na úrovni indukčních pochodů v
zárodečných listech. Zda pupen dá základ
končetině přední nebo zadní bylo
rozhodnuto na úrovni identity segmentu při
definování tělní osy. Zda se bude jednat o
končetinu pravou nebo levou je druhotný
proces, stejně tak určení jejich
anatomických částí /rameno a paže,
předloktí, prsty/. Jde o sérii pochodů
řízených opět homeotickými geny. Schéma
distribuce homeotické řady na předozadní
ose těla a na ose končetiny přímo nahrává
teorii o vzniku končetiny v evoluci
rozpadem ploutvového lemu u dávných
obratlovců. Homeotických genů - tzv.
selektorů je v končetině pět a na této urovni
je již předurčena pětiprstá končetina.
Fosilní ploutve lalokoploutvých ryb
ukazují, že ve velkém počtu paprsků se dá
rozpoznat pět různých typů. Ontogenetická
anomálie - polydaktylie znamená pak jen
zdvojení některého typu prstu - nevznikne
nový neznámý typ. Úseky končetin a prstů
se vyvíjejí druhotným využitím
regulačního aparátu genů (29 - Markoš
1997).
Mechanismus účinku Hox genů
spočívá nejen v řízení mitotické aktivity
jednotlivých mezenchymových zón
končetinového pupenu, ale
prostřednictvím sekvenční tvorby
vazebných proteinů, je regulována i
prostupnost buněčných membrán pro
114
signální molekuly a prostupnost stěny
kapilár, které hned v začátku vývoje
končetinového pupenu vytvářejí v bázi
končetiny okrajový sinus. Hox geny např.
svojí časovou expresí určují
proximodistální gradient diferenciace
chrupavčitých základů končetin a osu
základních stavebních článků horní a dolní
končetiny. Základ končetinového skeletu
se vytvoří v průběhu 64 hodin sekvenčního
působení homeoboxu. Kromě Hox genů se
regulačních procesů vývoje končetiny
zúčastní další početné neskupinové geny a
onkogeny, resp. protoonkogeny, které
vstupují do počátků regulací všech
morfogenetických procesů, růstem
počínaje a buněčnou smrtí konče.
Genetická kontrola morfogeneze je v
podstatě iniciální a globální. Navádí určitý
vývojový proces na rozhodující nebo
alespoň magistrální kolej (54 - Tabin 1992,
11 - Dylevský 1999). Další vývojový osud
konkrétních končetinových struktur je
závislý především na lokálních řídících
faktorech. K jejich pochopení je především
nezbytné blíže definovat vlastnosti
zdánlivě homogenního končetinového
pupenu. Základ každé končetiny se skládá
ze tří zón: na konvexitě ploutvovitého
základu se diferencuje apikální
ektodermový hřeben (AR) a mikroskopicky
homogenní mezenchym, který je rozlišen
na proliferační zónu (PZ) postapikálního
hřebenu a zónu polarizační aktivity (ZPA)
na postaxiálním okraji končetiny. AR je
tvořen vysokými válcovými buňkami,
které produkují aktivní molekuly
především růstový faktor (FGF4), který v
interakci s mezenchymem proliferační
zóny, řízené skupinou tzv. Shh genů, určuje
proximodistální růst končetiny. V interakci
se zónou polarizační aktivity ovlivňuje
apikální hřeben vývoj postaxiálního
Obr. 2. Kritické a senzitivní periody v ontogenetickém vývoji člověka (16 - Heminki et al 1984)
( m a l í k o v é h o ) o k r a j e k o n č e t i n y.
Mezenchym proliferační zóny také
zabezpečuje separaci jednotlivých
prstových paprsků. V mechanismu
separace se kombinují dva morfogenetické
procesy: apoptóza buněk (programovaná
smrt) s následnou fagocytózou a formace
nestejně masivních paprsků ruky. Skupina
mezenchymových buněk zóny polarizační
aktivity je zdrojem pozičních signálů, které
zřejmě v pěti vlnách navozují selekci
pětiprstových paprsků. Signály aktivizují
separační mechanismy proliferační zóny a
apikálního hřebenu. Buňky ZPA produkují
endogenní kyselinu retinovou, která
ovlivňuje vzájemnou adhezivitu buněk a je
jednou z látek působících jako prstový
morfogen. Pro tuto kyselinu byly v
mezenchymu PZ prokázány i specifické
receptory. V experimentech bylo
prokázáno, že nadbytek retinoidů může být
příčinou polydaktylie u kuřecích mutantů,
naopak jejich nedostatek může vyvolat
oligodaktylii (61 - Winter a Tickle 1993).
Etiologie a patogeneze
Z hlediska etiologie vzniku
končetinových vad se uvádí, že asi 10 %
vrozených malformací končetin je
způsobeno chromosomálními aberacemi,
20 % je monogenních (mendelovských)
vrozených vad, 60 % se dědí polygenně za
spoluúčasti zevních vlivů a jen u 10 % se na
jejich vzniku negativně podílí pouze
115
faktory zevního prostředí (41 - Rogala et al
1974, 52 - Swanson 1981).
Vznik vrozených vad z hlediska zásahů
zevního prostředí sleduje teratologie, která
pracuje metodou experimentu (zvířata s
vrozenými vadami) a metodou
epidemiologického sledování populace
(populační teratologie). Obecně se
teratogenní faktory rozdělují na fyzikální,
chemické, nutriční, hormonální, infekční.
Infekce jsou dosud málo ovlivnitelným a
stále všudypřítomným teratogenem (22 Kučera 1973). Do popředí se dostává
problematika průmyslových chemikálií,
látek znečisťujících životní prostředí, léků,
součástí stravy a dalších. Neúplné znalosti
o těchto vlivech, uplatňujících se
potenciálně negativně při vývoji embrya,
jsou překážkou jejich odstranění. Proto je
nemožné zcela ochránit exponované matky
před těmito vlivy. Naštěstí incidence
závažných vrozených defektů končetin je
poměrně nízká a vývojové faktory
negativně se uplatňující jsou často
vnitřního charakteru (intrisické,
genetické), nikoliv podmíněné zevním
prostředím.
Pro porozumění patogenezi vzniku
vrozených vývojových vad je důležité
vymezení kritické a senzitivní periody v
ontogenetickém vývoji člověka, kdy se
může uplatnit teratogen či jiný
etiopatogenetický činitel obr. 2 (16 Heminki et al 1984). K poznání těchto
malformací je třeba znát embryonání a
fetální periodu člověka ve vztahu k
morfogenezi člověka.
Většina končetinových defektů se
vyvíjí v průběhu embryonální fáze
(přibližně od 4. do 7. týdne). V průběhu
tohoto období teratogenní faktory mohou
inhibovat podíl a pořadí diferenciace
jednotlivých částí. Může to být způsobeno
116
tím, že určité celulární komponenty jsou
více senzitivní než ostatní. Teratogenní
faktory zpravidla inhibují tu část vyvíjející
se končetiny, která se vyvíjí nejrychleji a
jejíž buňky jsou proto v tom časovém
období k inzultu nejcitlivější (52 - Swanson
1981).
Inzult na vyvíjející se pupen může být
příčinou deformity a může být srovnáván s
formací abscesu v tkáních u dospělého
jedince. Pochody probíhající při tvorbě
abscesu mohou vést ke strukturální
deformitě. Výsledný typ deformity může
vést k určení stadia, ve kterém zasáhla
škodlivina. V této souvislosti je třeba
připomenout že tlak v embryogenezi může
způsobit změnu v expresi genů. Existují již
prokázané koreláty tlaku a aktivity
enzymatických systémů buněčných
membrán a též změny v aktivitě tzv.
transkripčních faktorů.
Typ malformace končetiny je
předurčen stupněm diferenciace struktur
končetiny. Z hlediska časového působení
zevních faktorů se rozlišují blastopatie
vznikající v okamžiku fertilizace a
rýhování vajíčka (sporná skupina těžkých a
závažných vad, např. anencefalie,
enchondromatóza aj.), dále embryopatie nejzávažnější morfologické abnormality,
vznikající ve 4. - 7. týdnu po početí ve
stadiu organogeneze a fetopatie - vznikající
později v období fetální periody (spíše
poruchy tkání a funkční změny). Závažnost
malformace odráží stupeň destrukce
mezenchymu končetiny a podle závažnosti
se pak malformace rozdělují na hypoplazie,
částečné aplazie a aplazie (defekty nebo
deficience).
Malformace končetin, u kterých se
předpokládá genetický původ, vznikají na
základě endogenních vlivů v době
koncepce zřejmě za spoluúčasti faktorů
zevního prostředí. Tato kombinace zevních
vlivů s vlivy dědičnými dává nekonečný
počet možností pro vznik vrozené vady (58
- Tolarová 1979). Vrozené malformace
končetin mohou být nejrůznějšího typu a
stupně a mohou se navzájem sdružovat.
Cíleným anamnestickým vyšetřením je
třeba odlišit vady vzniklé na základě
úchylek polohy plodu a zvýšeného tlaku
(mechanická komprese) na vyvíjející se
končetiny během nitroděložního života,
tzv. malpozice (deformace), které vznikají
až ve fetální periodě (21 - Kubát a Mařík
1985). Proces, který vede k intrauterinní
deformaci, se nazývá sekvence. U sekvence
(např. Robinova sekvence, Sprengelova
sekvence, Klippelova-Feilova sekvence) je
inzultem postižen základ jedné oblasti na
rozdíl od syndromu, který se projevuje
postižením více orgánů či systémů (jde o
primární genetický zásah do genomu).
Fetální období je pro vznik deformací
velmi vnímavé (vznikají takto např.
syndromy vrozených kontraktur, pes
calcaneovalgus, vrozená luxace kyčelních
kloubů, pes equinovarus congenitus aj.).
Malpoziční vady mívají příznivou
odpověď na rehabilitační a ortotickou
léčbu. Malpozice však může nepříznivě
ovlivnit malformace končetin vzniklé na
dědičném (např. OCHD) nebo
teratogenním základě (např. blastopatie a
embryopatie /21 - Kubát a Mařík 1985/). Ve
fetální periodě vznikají exogenním
zásahem do nitroděložního vývoje
plodových obalů tzv. disrupce. Amniální
pruhy z porušených plodových obalů
mohou sekundárně způsobit zaškrcení již
vytvořené končetiny, může dojít i k
intrauterinní amputaci, jindy mohou
vyvolat jednostrannou syndaktylii nebo
někdy mohou být příčinou asymetrické
polydaktylie, ale i Polandova syndromu.
Existují i kombinované disrupce a
deformace jako např. syndrom kaudální
regrese. Změny ve tvaru, struktuře a
funkční adaptaci kostry se dají pozorovat
již prenatálně (sonografické, fetoskopické
a radiologické vyšetření) nebo během
postnatálního vývoje skeletu. U OCHD
dochází k symetrickým změnám
geometrických a mechanických vlastností
skeletu a strukturní konfigurace kostní
tkáně vlivem abnormálních biochemických
charakteristik na podkladě molekulárněgenetických vlivů a funkční adaptace kostí
(31 - Mařík et al. 1994).
V patogenezi porušeného růstu
končetin (ale i páteře, neurokrania a
splanchnokrania) se beze sporu uplatňují i
neuroadaptivní vlivy, jak je ve svých
pracech vysvětluje M. Roth (42 - Roth
1995, 43 - Roth 1998, 44 - Roth 2000).
Růstová nedostatečnost periferního
nervového skeletu, který definoval
Donaldson (10 - 1937) jako nesmírně
hustou, vatovitou plsťovinu nervových
vláken a větví pronikající celým tělem,
všemi orgány a končetinami, se projeví
„neuroadaptivní mikromelií“, tj. zkrácením
kostí, které v souvislosti se zákonem
kraniokaudálního a proximodistálního
vývojového směru nastává jakoby
„zespodu“. Růst těla obratlovců včetně
člověka probíhá totiž kraniokaudálně, od
hlavy k distálnímu konci, čehož
nejnápadnějším důkazem je ascensus
míchy, postupné sešikmování původně
kolmo z embryonální míchy odstupujících
nervových kořenů a vznik kaudy equiny.
Jako inhibiční činitel neurálního růstu
působí u člověka oxydativní deficience,
provázející například intrauterinní
centrální poruchy, a jiná onemocnění CNS (
např. poliomyelitis). Experimentálně se
užívají různé "kosterní" teratogeny
117
Obr. 3. Osteolathyrogenní luxace (44 - Roth 2000) - uveřejněno se souhlasem autora.
( a l k o h o l , o rg a n o f o s f á t y, t á l i u m ,
cholinomimetika aj.), které primárně
inhibují zranitelný neurální růst, což se
projevuje stereotypními neuroadaptivními
deformitami kostry. Experimentálně
vyvolané deformity se nápadně podobají
kostním dysplaziím (viz. obr. 1 v kapitole
osteochondrodysplazie). Mechanismem
poruchy neurálně dlouživého růstu lze
vysvětlovat i nejrůznější končetinové vady
včetně neuroadaptivní luxace velkých
kloubů dolních končetin (obr. 3) nebo
dokonce rozštěp patra (44 - Roth 2000). U
makrodaktylie jsme peroperačně
pozorovali zmnožení, ztluštění a
prodloužení interdigitálních a digitálních
nervů (pozorování autora).
přítomen, nebývají zachovány akrální
kosti. Nejstarší písemná zpráva je v bibli,
kde je psáno o obru Goliášovi se šesti prsty
na rukou a nohou. Perokresbou
oboustranného femorálního fokálního
defektu je ilustrována kniha “Des monstres
et prodiges“, jejímž autorem byl Ambroise
Paré (1573), zakladatel moderní protetiky.
3.2. Končetinové vady v historii lidstva
Pátrání po důkazech o výskytu
vrozených končetinových vad (VKV) v
dobách minulých nebylo úspěšné, protože
zpravidla bývá zachován kraniální skelet a
z postkraniálního skeletu, pokud je
118
Obr. 4. Perokresba oboustranného femorálního
fokální defektu ilustrující knihu "Des Monstres et
prodiges" ( Amboise Paré - 1573).
Zobrazená stigmatizace obličeje a
kombinované malformace končetin
odpovídají velmi sugestivně syndromu
femorální hypoplazie a zvláštního obličeje
- obr. 4. Obraz svaté Kateřiny alexandrijské
v obrazárně Pražského hradu od
Bartholomaea Sprangera, vytvořený asi
kolem roku 1600, zachycuje 6 prstů na
pravé bosé noze vysunuté z hábitu abatyše,
která byla dle legendy mučena a sťata
počátkem 4. století (1 - Aleš 1997). V roce
1917 Dribkwater popsal symfalangii z
doby Jindřicha VI (30 - Martinová 1982).
Kuklík s Vlčkem (25 - 1994) popsali
vrozenou vadu stehenní kosti na kostře
nalezené v mladopaleolitickém trojhrobu v
Dolních Věstonicích, kterou zařadili jako
proximální femorální fokální deficienci.
Ojedinělý je nález nového typu částečné
vmezeřené longitudinální aplazie tibie
(obr. 5a, b) a sdružené skeletální
abnormality, patřící mužskému skeletu,
který byl objeven v pohřebišti kláštera v
Olomouci (11. století) (47 - Smrčka et al.
1998).
určité vady se vyskytují v určitých
časových intervalech a v určitých
epidemiologických oblastech a
nadmořských výškách.
3.3. Diagnostika a klasifikace
Historický vývoj klasifikací
Do poloviny 20. století se používaly
pro jednotlivé vrozené vady končetin
historické řecké a latinské termíny jako
acheirie, apodie, tetrafokomelie aj. Snahou
bylo zachytit všechny dosud popsané
končetinové vady do jednotné
terminologické a klasifikační soustavy.
Objev rentgenových paprsků v roce 1896 se
stal základem pro anatomickou diagnostiku
a rozvoj morfologických klasifikací.
Přesná diagnostika a klasifikace umožňuje
stanovení incidence kongenitálních
malformací a provedení
epidemiologických studií. Ukazuje se, že
Kritéria dělení vrozených končetinových
vad byla rozličná:
- deskriptivní - popisuje a charakterizuje
zevní znaky vad (1836 Fort, 1841 Otto,
1884 Polaion, 1886 Annadale, 1894 Young,
1932 Kanavel, 1939 Browne - cit. sec.
Guzanin /14 - 1978/, 1964 Bunnel /4 Boyes 1964/),
- etiologická základy nejstarší moderní
teratologie pocházejí z roku 1832, kdy
zoolog a teratolog Isidor Geoffroy SaintHilaire (syn slavného přírodovědce
zoologa Étiennea) publikoval „Histoire
générale et particuliére des anomalies de
Obr. 5a,b. Nález nového typu částečné vmezeřené
longitudinální aplazie tibie, patřící mužskému skeletu,
z pohřebiště kláštera v Olomouci (11. století),
5b - RTG snímek (47 - Smrčka et al. 1998).
119
lórganisation chez l´homme et les
animaux, des monstrosités, des variétés et
vices de conformation“, kde uvedl termíny
ektrodaktylie, ektromelie aj. a samostatnou
kapitolu věnoval dwarfismu,
- embryologická (1962 Hamilton, 1964 a
1976 Swanson /49 - 1964, 51 - 1976/),
- morfogenetická (1971 Warkany /59 1971/, 1969 Willert a Henkel /60 - 1969/ tzv. dysmelie u thalidomidových
embryopatií),
- topografická a anatomická - postižení
skeletu končetin s ohledem na lokalizaci
(1951 O´Rahilly /38 - 1951/, 1978 Guzanin
/14 - 1978/).
Ukázalo se, že pro VKV nejlépe vyhovuje
rozdělení anatomické, upřesněné z
hlediska genetického a teratologického. V
roce 1959 K. Lindemann et al.(28 - 1959)
rozdělili longitudinální defekty končetin:
amelia (chybění celé končetiny), peromelia
(odpovídá amputačnímu pahýlu),
phocomelia (ruka nebo noha nasedá přímo
na pletenec ramenní nebo pánevní),
ectromelia (hypoplazie nebo aplazie prstů
nebo ruky).
V roce 1961 CH. Frantz a R. O´Rahilly
(13 - 1961) uveřejnili klasifikační systém
pro končetinové defekty, který je založen
na 3 úvahách:
1. defekt postihuje buď celou šíři končetiny
- tzv. transversální defekt, nebo pouze preči postaxiální stranu končetiny - tzv.
longitudinální defekt,
2. defekt může být terminální nebo
vmezeřený, defekt ruky může být centrální,
3. rozsah defektu je popisován jako amelia,
hemimelia (peromelia), acheiria nebo
apodia, adactylia, aphalangia,
phocomelia. Tato klasifikace se však
nehodí pro thalidomidové embryopatie.
V roce 1964 a 1966 A. B. Swanson (49
- Swanson 1964, 50 - Swanson 1969)
120
zveřejnil a rozpracoval klasifikaci
vrozených vad ruky na základě poruch
embryonálního vývoje vlivem
endogenních a exogenních vlivů. Na rozdíl
od dřívějších klasifikací je toto rozdělení
založeno na podobnosti defektů.
V následujících letech se o klasifikaci
končetinových vad snaží tito autoři:
V roce 1965 R. L. Burtch publikoval novou
klasifikaci končetinových poruch a
podrobil kritice klasifikaci Frantze a
O´Rahillyho (6 - Burtch 1966),
uveřejněnou v roce 1961.
V roce 1966 S. Temtamy a V. A. McKusick
(56 - 1969) rozdělují končetinové vady do
sedmi základních skupin: 1. absence
(deficitní vady), 2. brachydaktylie, 3.
syndaktylie, 4. polydaktylie, 5.
kontraktury, 6. symfalangie a 7.
zaškrceniny. Neuvádějí malformace
končetin u generalizovaných vad a
genetických syndromů.
V roce 1969 R. O´Rahilly (39 - 1969) a
nezávisle na něm A. B. Swanson (50 1969) rozdělili 1. skupinu z hlediska
teratologického na defekty transversální longitudinální - terminální - vmezeřené.
Za základ schématu této subklasifikace
byla vzata končetina v 6. týdnu vývoje
intrauterinního života - obr. 6.
Obr. 6. Rozdělení 1. skupiny končetinových vad na
defekty transverzální - longitudinální - terminální vmezeřené. Schéma končetiny v 6. týdnu vývoje
intrauterinního života ( 39 - O´Rahilly - 1969).
Thalidomidová tragedie koncem
padesátých a začátkem šedesátých let v
Německu, kde se narodilo přes 5 000 dětí s
končetinovými redukčními malformacemi,
stimulovala výzkum v oblasti
končetinových defektů. Velkou zásluhu o
léčení dětí s thalidomidovými deformitami
měl Ch. H. Frantz, který byl do Evropy
vyslán presidentem D.D. Eisenhowerem v
roce 1962.
V roce 1969 H. G. Willert a H. L.
Henkel v práci “Klinik und Pathologie der
Dysmelie“ (60 - 1969) shrnuli své
zkušenosti z thalidomidových embryopatií.
Mezi dysmelie řadí longitudinální defekty,
které rozdělili na horní (dolní) končetině do
4 hlavních typů:
l. ectromelia - distální forma - chybění nebo
abnormality radiální strany ruky, radia a
humeru (tibiální strany nohy, tibie a
femuru). Autoři poukázali na existenci
disto-proximální posloupnosti defektu
kostí v distální polovině končetiny s
nejmírnějšími formami ektromelie
postihující palec ruky (nohy) a těžšími
formami s postižením palce ruky, radiální
strany karpu a radia (palce nohy, tibiální
strany tarsu a tibie). Střední a nejzávažnější
distální formy defektů jsou spojeny s
defekty humeru (resp. femuru), kde se
defekt manifestuje v proximo-distální
posloupnosti. Např. zbývá dolní konec
humeru, ulna a ulnární strana ruky (dolní
konec femuru, fibula a fibulární část nohy).
Na malformované končetině se pozoruje
retardace osifikace, defekty jsou často
bilaterální a symetrické. Horní končetiny
mohou být postiženy samostatně, ale
postižení dolních končetin je vždy
sdruženo s nějakým defektem horních
končetin.
2. ectromelia - axiální forma
3. phocomelia
4. amelia
V roce 1978 Š. Guzanin (14 - 1978)
uveřejnil v Rozhledech v chirurgii
„Klasifikáciu vrodených vývojových chýb
horných končatín“. Jeho cílem bylo zavést
jednotnou klasifikaci, která by přispěla k
přesnější a dokonalejší evidenci vrozených
vad horních končetin - k
epidemiologickému sledování v různých
oblastech ČSSR. Od 1.1.1965 se evidovaly
podle zdravotnické statistiky pouze tyto
malformace končetin: polydaktylie,
syndaktylie, synpolydaktylie,
hyperfalangie palce, talipomanus, amélie,
fokomelie a peromelie. Klasifikace byla
provedena z pohledu topografickoanatomického a defekty horní končetiny
byly rozděleny do 6 skupin a mnoha
podskupin i subpodskupin. Vychází
převážně z klasifikace Frantze a
O´Rahillyho (13 - 1961) a z klasifikace
vrozených deformit ruky a předloktí,
kterou v r. 1974 uveřejnil H. Kelikian (19 1974). Směšuje řeckou terminologii s
teratologickou klasifikací (defekty
transversální, longitudinální /centrální/,
terminální a vmezeřené). Přínosem jeho
práce je i podrobný výčet autorů, kteří
klasifikovali z různých aspektů VKV v
minulosti. Z našich autorů citoval práce P.
Nožárové (1951), Z. Nejedlé (1952) a V.
Mikyšky (1968).
Moderní koncepce klasifikace VKV
V roce 1975 Mezinárodní společnost
pro protetiku a ortotiku (International
Society for Prosthetics and Orthotics ISPO) uspořádala mezinárodní pracovní
konferenci, kde byl navržen mezinárodně
přijatelný terminologický systém. Byla
přijata tato základní doporučení: 1. vyloučit
121
z řečtiny odvozené termíny, 2. přiblížit se
amputační terminologii u transverzálních
defektů s použitím termínů paže, předloktí,
stehno, bérec apod., 3. u longitudinálních
defektů uvádět chybějící kosti formou
substantiva - humerus, radius, femur,
apod., adjektiva užívat jako kvalifikátoru např. carpus partialis radialis označuje, že
radiální část karpu chybí.
Byl vypracován plán teoretické a
klinické studie. Tyto studie měly ověřovat
navrženou novou terminologii, a to jednak
klinikami, které se přihlásily ke spolupráci,
jednak vybranými odborníky (Hadraba
1990 - osobní sdělení). Na práci se za
Evropu zúčastnili čtyři Angličané (Day,
Duthie, Edwards a Ring), dva Skotové
(Lamb a Mitchell) a čtyři Němci (Henkel,
Kuhn, Marqurdt a Willert), ze zámoří jeden
Kanaďan (Gibson) a devět Američanů
(Aitken, Swanson, Epps, Kruger, Mayer,
Stelling, Pellicore, Setoguchi a Toms).
V roce 1976 A.B. Swanson uveřejnil
Klasifikaci vrozených malformací končetin
(51 - 1976), jež byla postupně přijata
Americkou společností pro chirurgii ruky
(American Society for Surgery of the Hand
- ASSH), Mezinárodní federací společností
pro chirurgii ruky (International Federation
of Societies for Surgery of the Hand IFSSH), Mezinárodní společností pro
protetiku a ortotiku (International Society
of Prosthetics and Orthotics - ISPO) a v
roce 1978 byla Swansonova klasifikace
uznána jako standardní nomenklatura
Světovou zdravotnickou organizací (World
Health Organization - WHO).
A. B. Swanson vychází z klasifikace CH.
Frantze a R. O´Rahilly (13 - 1961) a
klasifikace S. Temtamy a V. A. McKusicka
(56 - 1969), které respektují embryologické
inzulty. Swansonova klasifikace je v
podstatě založena na podobnosti defektů,
122
subklasifikace určují závažnost defektů.
Deformity pouze měkkých tkání se
považují za mírnou manifestaci určité
malformace.
VKV jsou rozděleny do sedmi
hlavních kategorií, jež se ještě dále dělí:
1. chybný vývoj částí končetin (zástava
vývoje, absence)
a) transversální
b) longitudinální
2. chybná diferenciace nebo separace částí
končetin
3. zdvojení
4. nadměrný růst (gigantismus)
5. nedostatečný růst (hypoplazie)
6. syndrom vrozených konstrikcí
(amniotické zaškrceniny)
7. generalizované skeletální abnormality
Te r m i n á l n í d e f e k t y j s o u b u ď
transversální nebo longitudinální,
vmezeřené defekty byly vypuštěny, protože
existence skutečných vmezeřených defektů
je sporná (distálně od vmezeřené
longitudinání aplazie existuje vždy jistý
stupeň částečné aplazie či hypoplazie
akrálního segmentu končetiny pozn.
autora).
Současné aspekty klasifikace VKV
V roce 1988 H. J. B. Day byl pověřen
výborem ISPO agendou "Tělesně defektní
dítě" a ve spolupráci s profesorem
Marquardtem publikací nových poznatků.
V roce 1989 Day navrhl vypracování ISPO
registru s využitím nové nomenklatury,
která byla připravena technickým výborem
ISO (the International Organization for
Standardization)/TC 168, Prosthetics and
orthotics a uveřejněna v Mezinárodním
standardu ISO 8548/1 pod názvem
„Prosthetics and orthotics - Limb
deficiencies - Part 1: Method of descibing
limb deficiencies present at birth“ (70 1989). ISPO registr měl umožnit získat
demografické znalosti o končetinových
defektech v různých zemích, pomoci
klinikám a zemím k vypracování statistik o
jejich řešení i pomoci při plánování
poskytování odpovídající péče.
Metodika popisu končetinových
defektů přítomných při narození má 3
omezení:
1. omezuje se na defekty skeletu končetin, a
to zejména na skupinu chybného vývoje tedy na 1. kategorii Swansonovy
klasifikace,
2. defekty jsou popisovány pouze na na
bazi anatomické a radiologické,
3. byly vyloučeny dříve užívané řecké
termíny jako hemimelia, peromelia,
acheiria, apodia aj. pro nedostatek
preciznosti významu a pro nesnáze při
jejich překladu do jazyků, které nemají
vztah k řečtině.
Defekty popisujeme buď jako
transverzální nebo longitudinální. U
transversálních defektů se končetina
vyvíjela normálně až k příslušné úrovni, za
níž již neexistuje žádný skeletální element,
i když zde mohou být tzv. prostorové
brdéčky (pupence). Takové defekty se
popisují tak, že se uvádí ten segment, u
kterého rudiment končetiny končí, a pak se
popíše úroveň spolu se segmentem, za nímž
již nejsou další skeletální elementy. Je
možné použít dalšího deskriptoru u článků
prstů k upřesnění úrovně ztráty v oblasti
prstů. U longitudinálních defektů se jedná o
redukci nebo chybění elementů v průběhu
dlouhé osy končetiny a v takovém případě
mohou existovat normální skeletální
elementy distálně od postižené kosti nebo
kostí. Longitudinální defekt popisujeme
takto: 1. Podstatným jménem nazýváme
Obr. 7. Schéma popisu úrovně příčných defektů na
horní i dolní končetině.
postiženou kost nebo kosti v
proximodistální posloupnosti. Kost
normálního tvaru na postižené končetině
není v popisu uvedena. 2. Uvedeme, která z
postižených kostí chybí úplně nebo
částečně. 3. V případě částečného chybění
(parciálního defektu) určíme přibližně
velikost a pozici defektní části. 4. Počet
prstů by se měl stanovit v souvislosti s
metakarpy (metatarsy) a prstovými články.
Počítáme od preaxiální - radiální (tibiální)
strany. 5. Termín "paprsek" se užívá ve
vztahu k příslušnému metakarpu
(metatarsu) a jemu odpovídajícím článkům
prstů.
Na připojeném obr. 7 je přehled popisu
úrovně příčných defektů na horní a dolní
končetině. Na obr. 8 a 9 je schematicky
zobrazen popis podélných defektů horní a
123
Obr. 8 a 9. Schématické zobrazení popisu podélných defektů horní a dolní končetiny.
dolní končetiny. Na obr. 10 a 11 jsou
uvedeny příklady příčných
(transversálních) a podélného
(longitudinálního) defektu a navrhovaný
slovní a grafický způsob jejich záznamu.
Tento způsob registrace je přehledný a
využitelný i při záznamu opakovaných
vyšetření dítěte. O novém způsobu
registrace i o terminologických otázkách
bylo referováno I. Hadrabou na
celostátním semináři lékařů a
ortopedických protetických techniků v
Praze již v září 1989. Uvedená metodika
popisu končetinových defektů se začala
užívat ve všech státech, které jsou členy
organizací ISPO a ISO.
Chybný vývoj části nebo celé
končetiny, prstů nebo jejich částí ve spojení
se zaškrceninami se dosud označuje podle
výše absence buď jako ektromelie, nebo
124
ektrodaktylie (oligodaktylie). Toto
rozlišení je významné z hlediska
genetického, i z hlediska etiopatogeneze.
Zatímco v 1. kategorii VKV (chybný vývoj
částí končetin) jsou vedle většiny exogenně
podmíněných vad i vady podmíněné
autozomálně dominantně, autozomálně
recesivně i multifaktoriálně, ve skupině vad
spojených se zaškrceninami (6. kategorie)
se jedná pouze o etiologii exogenní.
V roce 1978 S. Temtamy a V.A.
McKusick (57 - 1978) předložili klasifikaci
izolovaných polydaktylií a syndaktylií
založenou na anatomickém přístupu. Na
základě převratných molekulárních a
embryologických poznatků byla v r. 1993
navržena R. M. Winterem a CH. Ticklem
reklasifikace syndaktylií a polydaktylií (61
- 1993). Pro značnou složitost se tyto
navržené klasifikace v klinické praxi
Obr. 10 a 11. Příklady příčných a podélného defektu - slovní a grafický způsob jejich záznamu.
neujaly. Na základě těchto klasifikací se v
praxi začala užívat označení upřesňující
lokalizaci vady na skeletu ruky. Pro
abnormální separaci prstů se užívají názvy
syndaktylie preaxiální, mesoaxiální,
postaxiální a totální (např. u Apertova
syndromu). Lokalizaci zpřesňující
adjektiva preaxiální, mesoaxiální a
postaxiální se užívají analogicky i pro popis
většího (menšího) počtu prstů polydaktylie (oligodaktylie). Polydaktylie i
oligodaktylie mohou být spojeny s
abnormální separací, a pak se popisují jako
poly- nebo oligo-syndaktylie preaxiální,
mesoaxiální a postaxiální.
V roce 1997 T. Ogino na základě
klinických a experimentálních studií
modifikoval klasifikaci vrozených deformit
ruky (37 - Ogino 1997), která byla navržena
k přijetí Mezinárodní federaci společností
pro chirurgii ruky (IFSSH) a později přijata
pod názvem Modifikovaná IFSSH
klasifikace (71 - 2000). Ogino vychází ze
Swansonovy klasifikace vrozených
deformit ruky (51 - 1976, 52 - 1981, 53 1983), rozlišuje ale 9 kategorií, z nichž
většina je rozdělena na další podskupiny.
Na základě výzkumu teratogenních
mechanismů ulnárních a radiálních defektů
dospěl k závěru, že longitudinální defekty
(kromě centrálního defektu) jsou
způsobeny deficitem mesenchymálních
buněk následkem poškození ještě před
formací končetinového pupenu (33 - Ogino
125
a Kato 1988, 18 - Kato et al. 1990).
Experimentálně indukoval polydaktylie,
syndaktylie nebo rozštěp ruky působením
stejných teratogenů na embryo v různé
vývojové periodě, a to znamená, že patří do
stejné teratogenní jednotky - "nedostatečná
indukce prstových paprsků" (34 - Ogino
1990, 35 - Ogino a Kato 1993).
A. B. Swanson řadí brachysyndaktylie
do skupiny nedostatečný růst
(undergrowth, hypoplazie), příčný defekt
do skupiny chybná formace - vývoj částí a
atypický rozštěp ruky neklasifikuje (51 Swanson 1976). W. Blauth a J. Gekeler (3 1986) na základě klinických pozorování
navrhli, aby brachysyndaktylie,
transversání defekty ruky a atypický
rozštěp ruky byly klasifikovány do stejné
kategorie (podle Ogino /37 - 1997/ do
Kategorie IV. Nedostatečná indukce
prstových paprsků). Podle Swansonovy
klasifikace se trifalangeální palec
samostatně nezařazuje. Trifalangeální
palec neschopný opozice se řadí k
radiálním defektům. Podle Ogino et al. (36
- 1994) opozice schopný trifalangeální
palec může vznikat jako výsledek neúplné
fúze zdvojeného palce.
V roce 1998 Smrčka a Dylevský (46 1998) navrhli klasifikaci pro vrozené
anomálie flexorových šlach na základě
embryonálního vývoje flexorového
komplexu.
Závěr: Z podaného přehledu vývoje
klasifikací VKV na základě nových
poznatků a objevů zainteresovaných oborů
vyplývá nutnost přehodnocení současně
užívaných klasifikací s odstupem času
zcela analogicky jako se reviduje
Mezinárodní nomenklatura kostních
chorob (67 - 1983, 68 - 1992, 69 - 1998). Ze
zkušenosti víme, že podrobné klasifikace
se neujaly. Jejich autoři je ani sami na
126
soubor pacientů neaplikovali (např. 14 Guzanin 1978). Pro mezioborovou
spolupráci je žádoucí užívat jednoduchou
jednotnou klasifikaci aplikovanou nejen na
ruku, ale na celou horní a dolní končetinu.
Pro klinickou praxi se nám osvědčila již
zmíněná Swansonova klasifikace
zpřesněná Mezinárodním standardem
ISO 8548-1 s jednoduchým grafickým
záznamem do chorobopisu pacienta.
Grafický záznam redukční vady je dobře
využitelný i pro VKV, které jsou součástí
generalizovaných skeletálních vad.
Novinkou je Oginova „Current
classification“ (37 - Ogino 1997, 32 Mařík et al. 1999) a pozdější její verze
publikovaná pod názvem „Modified
IFSSH Classification“ (71 - 2000), které
zohledňují i měkké tkáně. V obou verzích je
vyčleněna nová kategorie "Selhání či
abnormální indukce prstových paprsků",
která obsahuje kožní a kostěné syndaktylie,
rozštěpy dlaně bez a s chyběním
centrálních paprsků včetně kompletního
rozštěpu ruky, kamptodaktylie, centrální
polydaktylie a trifalangeální palec.
Nedostatkem Oginovy klasifikace je
primární aplikace na ruku a horní
končetinu.
3.4. Končetinové vady u kostních
dysplazií, kombinovaných vad a
genetických syndromů
Ve Swansonově klasifikaci z roku 1976
(52 - Swanson 1981) jsou do 7. skupiny
zařazeny Generalizované skeletální
abnormality, u kterých defekty ruky (nohy)
mohou být patognomonickým projevem
systémového defektu skeletu, například
d y s c h o n d r o o s t e ó z a L e r i - We i l ,
achondroplazie, Marfanův syndrom (s
arachnodaktylií) nebo diastrofická
dysplazie.
Oginova recentní klasifikace i
Modifikovaná IFSSH klasifikace jsou
určeny především pro vrozené malformace
horní končetiny a ruky. Ogino v "Současné
klasifikaci vrozených deformit ruky" (37 Ogino 1997), která byla přijata
Mezinárodní federací společností pro
chirurgii ruky (71 - 2000), uvádí kategorii
VIII. Generalizované skeletální
abnormality a syndromy, ale rozborem ani
výčtem generalizovaných chorob skeletu
se nezabývá.
V roce 1994 autor se spolupracovníky
publikoval více než desetileté zkušenosti s
diagnostikou a léčením systémových
kostních dysplazií a kombinovaných
končetinových vad (31 - Mařík et al. 1994).
Dysostózy s převážným postižením
končetin jsou zde klasifikované podle
Mezinárodní nomenklatury konstitučních
chorob kostí z roku 1983 (67 - 1983) a s
použitím Swansonovy klasifikace pro
izolované VKV (52 - Swanson 1981).
V roce 1998 Mařík a Kozlowski
publikovali soubor 220 pacientů s kostními
dysplaziemi (cit. sec. 32), klasifikovaný
podle Mezinárodní nomenklatury
konstitučních kostních chorob z roku 1991
(68 - 1992). V této revidované Mezinárodní
nomenklatuře osteochondrodysplazií i v
další poslední verzi této nomenklatury z
roku 1997 (69 - 1998) již dysostózy nebyly
zahrnuty, ale některé nosologické jednotky,
původně uváděné jako dysostózy, byly již
na základě zjištěných mutací genů
zařazeny mezi osteochondrodysplazie
(OCHD), např. brachydaktylie typ A1-A4,
B, C, D a E, nail-patella dysplazie
(osteoonychodysostóza),
kranioektodermální dysplazie
(okulomandibulofaciální syndrom v
literatuře často uváděný jako syndrom
Hallermannův-Streiffův-Francoisův) aj.
V letech 1994 - 1999 bylo u souboru
283 pacientů diagnostikováno 50
nozologických jednotek generalizovaných
abnormalit skeletu (kostních dysplazií,
kombinovaných vad a genetických
syndromů) s typickými
(patognomonickými) končetinovými
vadami. V tabelárním přehledu byly
u v e d e n y d i a g n o s t i c k é v ý s l e d k y,
symptomatologie a aplikované (nebo
doporučené) terapeutické postupy u
souboru převážně dětských pacientů (32 Mařík et al. 1999). Vzácně se vyskytující
makrodaktylie postihují na rukou i nohou
nejčastěji 2. a 3. prst. Hypoplazie
rukou/nohou (včetně dominantně
dědičných brachydaktylií) byly autory
pozorovány zejména jako součást
symptomatologie některých kostních
dysplazií, genetických syndromů a
kombinovaných vad. Mutilující postižení
rukou patří k častému projevu syndromu
amniálních konstrikcí. Kamptodaktylie
prstů rukou (i nohou) byly pozorovány u
genetických syndromů, například u
vrozené arachnodaktylie s kontrakturami
(Bealsův syndrom).
Při mezioborové spolupráci se
osvědčilo užívat pro popis defektů,
vyznačujících se chybnou formací částí (1.
skupina Swansonovy klasifikace),
schematický grafický záznam aplazie se
slovním popisem doporučený H. J. B.
Dayem (9 - 1988). Již v předchozích letech
jsme propracovali a zavedli komplexní
přístup k diagnostice a terapii dětí s
vrozenými vadami pohybového aparátu,
založený na týmové mezioborové
spolupráci (31 - Mařík et al. 1994).
Diagnostika kostních dysplazií je založena
na klinicko-radiologickém vyšetření
127
celého skeletu v růstovém období.
Kombinované dysmorfické vady se
diagnostikují podle syndromologických
projevů. Pro zařazení do nozologických
jednotek se využívají známé atlasy
konstitučních kostních chorob a
genetických syndromů (např. 48 - Spranger
et al. 1974, 27 - Lazovskis 1990, 20 Kozlowski a Beighton 1995, 63 - WynneDavies et al. 1985, 66 - Žižka 1994, 55 Taybi a Lachman 1996). VKV u
generalizovaných chorob a syndromů se
radiologicky verifikují a redukční defekty
jsou graficky zaznamenávány. Růst,
proporcionalita a nestejná délka končetin je
vždy hodnocena antropometrickým
vyšetřením ve spolupráci s klinickým
antropologem. Tzv. "telerentgenogramy"
(rtg snímky obou dolních končetin ve stoje
na filmy 40 x 80 cm) využíváme k
upřesnění proporcionality segmentů
zejména dolních končetin před plánovanou
operační léčbou (65 - Zemková a Mařík
1999).
Vždy byl kladen důraz na zjišťování a
diagnostiku přidružených vrozených
vývojových vad (VVV) skeletu i jiných
systémů. V těchto případech kromě
specializovaného ortopedického vyšetření
byla indikována další odborná vyšetření,
např. pediatrické, kardiologické,
nefrologické, neurologické (včetně EEG,
CT, EMG a MRT), vyšetření plastickým
chirurgem, neurochirurgem a dalšími
odborníky. Rodinám bylo vždy nabídnuto a
ve většině případů se realizovalo
genealogické a genetické vyšetření včetně
dermatoglyfického, kterým byly často
odhaleny mikrosymptomy u ostatních
členů rodiny (23 - Kuklík 1985, 24 - Kuklík
et al. 1988, 26 - Kuklík a Mařík 1999, 32 Mařík et al. 1999).
M e z i o b o r y, z a b ý v a j í c í m i s e
128
vrozenými vadami horních nebo dolních
končetin a současně i tvrdými a měkkými
tkáněmi, je třeba najít společný jazyk. Jen
za cenu kompromisů a na rozhraní oborů
budou nalezena racionální pravidla pro
"společnou" (v praxi akceptovatelnou)
klasifikaci a pro komplexní léčení
malformací horních a dolních končetin s
ohledem na skutečnost zda jde pouze o
izolovaný výskyt VKV anebo o
končetinovou vadu či malformaci, která se
vyskytuje jako průvodní (často
patognomonický) symptom u vad
kombinovaných (s abnormální
morfogenezou více systémů) a u kostních
dysplazií (porušený vývoj celé kostry), kde
se jedná o problematiku mnohem složitější,
kterou musí řešit tým specializovaných
odborníků někdy i na mezinárodní úrovni.
Li t e r a t u r a
1. Aleš B. Mysterium šestiprstých. Pohybové ústrojí,
4, 1997, č. 3+4, s.
33 - 36.
2. Birch-Jensen A. Congenital deformities of the upper
extremities. Copenhagen: Munksgard, 1949.
3. Blauth W, Gekeler J. Zur Morphologie und
Klassifikation der Symbrachydaktylie. Handchir
Mikrochir Plast Chir, 18, 1986, s. 161 - 95.
4. Boyes JH. Bunnel´s Surgery of the Hand, 4th ed.
Philadelphia and Toronto: JB Lipincott Company,
1964, 791 s.
5. Brown FW. The Brown operation for total
hemimelia tibia. In: Aitken GT. Selected Lower-Limb
Anomalies: Surgical and Prosthetics Management.
Washington: DC National Academy of Sciences,
1971, s. 21 28.
6. Burtch RL. Nomenclature for congenital skeletal
limb deficiencies, a revision of the Frantz and
O´Rahilly classification. Artificial Limbs, 10, 1966, č.
1, s. 24 - 25.
7. Conway H, Bowe J. Congenital deformities of the
hands. Plast Reconstr Surg, 18, 1956, s. 286 - 92.
8. David TJ, Burwood RL. The nature and inheritance
of Kirner´s deformity. J Med Genet, 9, 1972, s. 430 433.
9. Day HJB. Nomenclature and classification in
congenital limb deficiency. In: G Murdoch, RG
Donovan ed. Amputation surgery and lower limb
prosthetics. Oxford, London Edinburgh: Blackwell
Scientific Publications, 1988, s. 271 - 278.
10. Donaldson HH. The nervous skeleton. Trans
American neural Ass, 63, 1937, s. 1 9.
11. Dylevský I. Morfologické poznámky k vývoji
axiálního systému a koncepce vývoje končetin.
Pohybové ústrojí, 6, 1999, č. 3-4, s. 180 - 186.
12. Flatt AE. The Care of Congenital Hand Anomalies.
St Louis: CV Mosby Company, 1977, 371 s.
13. Frantz Ch, O´Rahilly R. Congenital skeletal limb
deficiencies. J Bone Jt Surg, 43-A, 1961, s. 12021224.
14. Guzanin Š. Klasifikácia vrodených vývojových
chýb horných končatín. Rozhledy v chirurgii, 57,
1978, č. 2, s. 160 - 166.
16. Heminki K et al. Occupational Hazards and
Reproduction. Washington: Hemisphere Publishing
Corporation, 1984.
17. Jobe MT, Wright II PE. Congenital Anomalies of
Hand. In: AH Crenshaw, 8th ed. Campbell´s operative
orthopaedics, Vol 5, St Louis, Baltimore, Boston:
Mosby Year Book, 1992, s. 3353 - 3425.
18. Kato H, Ogino T, Minami A, Ohshio I.
Experimental study of radial ray deficiency. J Hand
Surg 15B, 1990, s. 470 - 76.
19. Kelikian H. Congenital Deformities of the Hand
and Forearm. Philadelphia, London, Toronto: WB
Saunders Company, 1974, s. 993.
20. Kozlowski K, Beighton P. Gamut Index of Skeletal
Dysplasias. An Aid to Radiodiagnosis. 2nd ed.
London, Berlin, Heidelberg, New York: SpringerVerlag, 1995, 214 s.
21. Kubát R, Mařík I. Vrozené vady pohybového
ústrojí. Acta Chir orthop Traum čech, 52, 1985, č. 3, s.
191 - 200.
22. Kučera J. Vliv chemických látek na vývoj plodu.
Čs Gynekol, 38, 1973, č.8, s. 580 582.
23. Kuklík M. Význam struktury papilárního systému
ruky. Vesmír, 64, 1985, 9, s. 528 - 529.
24. Kuklík M, Barnová I, Mařík I, Handzel J.
Dermatoglyphics in bone dysplasias. Proceedings of
the 4th Valšík´s Memorial and 13th Bartoš´s
Symposium on dermatoglyphycs, Bratislava: Veda,
vydavatelstvo SAV, 1988, s. 189 - 194.
25. Kuklík M. Úvaha k nálezům z
mladopaleolitického trojhrobu v Dolních Věstonicích
z pohledu genetika. In: E. Vlček, ed. Acta Musei Nat
Pragae. Praha: Pierot, 1994, s. 148 - 151.
26. Kuklík M. Mařík I. Genetika končetinových vad.
Pohybové ústrojí, 6, 1999, č. 3-4, s. 168 179.
27. Lazovskis I. Přehled klinických symptomů a
syndromů (překlad Dobiáš V). Praha: Avicenum,
1990, 581 s.
28. Lindemann K et al. Lehrbuch der
Krankengymnastik BC, I-IV, Stuttgart: Thieme, 1959
- 1963.
29. Markoš A. Povstání živého tvaru. Praha: Vesmír,
1997.
30. Martinová M. Vrozené vývojové vady rukou. In: V.
Kubáček et al. Chirurgie ruky. Brno: Universita J. E.
Purkyně, 1982 s. 139 - 180.
ústrojí, 1, 1994, č. 1. s. 33 - 49.
32. Mařík I, Smrčka V, Kuklík M, Kříž V, Hadraba I.
Klasifikace, biomechanické aspekty a komplexní
léčení vrozených končetinových anomálií u
generalizovaných skeletálních vad. Pohybové ústrojí,
6, 1999, č. 3+4. s. 187 - 223.
33. Ogino T, Kato H. Clinical and experimental studies
on ulnar ray deficiency. Handchir Mikrochir Plast
Chir, 20, 1988, s. 330 - 37
34. Ogino T. Teratogenic relatonship between
polydactyly, syndactyly and cleft hand. J Hand Surg,
15B, 1990, s. 201 - 209.
35. Ogino T, Kato H. Clinical and experimental studies
on teratogenic mechanisms of congenital absence of
longitudinal deficiencies. Cong Anom, 33, 1993, s.
187 - 96.
36. Ogino T, Ishii S, Kato H. Opposable triphalangeal
thumb. Clinical features and results of treatment. J
Hand Surg, 19A, 1994, s. 39 - 47.
37. Ogino T. Current classification of congenital hand
deformities based on experimental research. In: Saffar
P, Amadio PC, Foucher G. Current Practice in Hand
Surgery. London: Martin Dunitz, 1997, 431 s.
38. O´Rahilly R. Morphological patterns in limb
deficiencies and duplications. Am J Anat, 89, 1951, s.
135 - 193.
39. 0´Rahilly R. The nomenclature and classification
of limb anomalies. Birth Defects, 5, 1969, č. 3, s. 1417.
40. Patterson TJS. Congenital ring-constrictons. Br J
Plast Surg, 14, 1961, s. 1 - 31.
41. Rogala JE, Wynne Davies R, Littlejohn A,
Gormley J. Congenital limb anomalies: frequency and
aetiological factors. Journal of Medical Genetics, 11,
1974, s. 221 231.
42. Roth M. The role of neural growth in the
pathomechanism of skeletal dysplasias: an
experimental sudy. Pohybové ústrojí 2, 1995, č. 3, s.
85 111.
129
43. Roth M. Neuroadaptivní patomechanismus u
kostních dysplazií. Pohybové ústrojí, 5, 1998, č. 3 + 4,
s. 127 32.
44. Roth M. Neuroadaptive changes of seemingly
primary bone affections. Pohybové ústrojí, 7, 2000, č.
1, s. 15 23.
45. Slačálková J, Seichert V. Vzájemný vztah skeletu a
svaloviny. Acta Chir orthop Traum čech, 48, 1981, č.
4, s. 281 87.
46. Smrčka V, Dylevský I. Congenital contracture of
the superficial flexor of the hand. Acta chirurgiae
plasticae, 40, 1998, č. 4, s. 109 - 111.
47. Smrčka V, Mařík I, Dočkalová M, Svensonová M.
Congenital deficiency of the tibia at a medieval
monastic cemetery in Olomouc (Czech Republic).
Journal of Paleopathology, 10, 1998, č. 3, s. 111-120.
Dysplasias: An Atlas of Constitutional Disorders of
Skeletal Development. Jena: VEB Gustav Fischer
Verlag, 1974, 369 s.
49. Swanson AB. A classification for congenital
malfomations of the hand. Bull NY acad Med, 10,
1964, s. 166 - 169.
50. Swanson AB. Classification of limb
malformations on the basis of embryological failures:
A preliminary report. NY Univ Inter Clin Info Bull, 8,
1969, s. 9 - 18.
51. Swanson AB. A classification for congenital limb
malformations. J Hand Surg, 1A, 1976, s. 8 - 22.
52. Swanson AB. Congenital limb defects classification and treatment. Clinical Symposia CIBA,
33, 1981, č. 3, s. 3 - 32.
53. Swanson AB, Swanson GG, Tada K. A
classification for congenital limb malformations. J
Hand Surg, 8A, 1983, s. 693 - 702.
54. Tabin CJ. Hox genes and the evolution of paired
limbs. Development, 116, 1992, s. 289 96.
55. Taybi H, Lachman RS. Radiology of Syndromes,
Metabolic Disorders, and Skeletal Dysplasias. 4th ed.
St. Louis, Baltimore, Boston, Mosby 1996, 1135 s.
56. Temtamy S, McKusick VA. Synopsis of hand
malformations with particular emphasis on genetic
factors. Birth Defects, 5, 1969, č. 3, s. 125 - 84.
57. Temtamy S, McKusick VA. Absence deformities
as isolated malformations, Birth Defects, 14, 1978, s.
36 - 42.
58. Tolarová M. Genetická prognóza vrozených vad
končetin. Rozhledy v chirurgii, 58, 1979, č. 5, s. 281 89.
130
59. Warkany J. Congenital Malformations. Notes and
comments. Chicago: Year Book Medical Publishers,
1971, 1309 s.
60. Willert HG, Henkel HL. Klinik und Pathologie der
Dysmelie. Berlin, Heidelberg, New York: SpringerVerlag, 1969, 147 s.
61. Winter RM, Tickle Ch. Syndactylies and
Polydactylies: Embryological Overview and
Suggested Classification. Eur J Hum Genet, 1, 1993, s.
96 - 104.
62. Wynne-Davies R, Lamb DW. Congenital upper
limb anomalies: an etiologic grouping of clinical,
genetic, and epidemiologic data from 382 patients
with "absence" defects, constriction bands,
polydactylies, and syndactylies. J Hand Surg, 10-A,
1985, 6 pt 2, 958.
63. Wynne-Davies R, Hall ChM, Apley AG. Atlas of
Skeletal Dysplasias. Edinburgh: Churchill and
Livingstone, 1985, 646 s.
64. Yamaguchi S et al. Incidence of various congenital
anomalies of the hand from 1961 to 1972. In:
Proceedings of the sixteenth annual meeting of the
Japanese Society for Surgery of the Hand, Fukuoka,
1973.
65. Zemková D, Mařík I. Predikce růstu a zkratů
segmentů u končetinových vad. Pohybové ústrojí, 6,
1999, č. 3-4, s. 224 - 43.
66. Žižka J. Diagnostika syndromů a malformací.
Praha, Bratislava: Galen, 1994, 414 s.
67. International Nomenclature of Constitutional
Diseases of Bone. The International Working Group
on Constitutional Diseases of Bone. Ann Radiol, 26,
1983, s. 457 - 462.
68. International Classification of
Group on Constitutional Disease of Bone. Europ J
Pediat, 151, 1992, s. 407 - 415.
the Osteochondrodysplasias (1997). Amer J Med Gen,
79, 1998, s. 376 - 382.
70. ISO 8548-1:1989 (E). Prosthetics and orthotics limb deficiencies. Part 1. Method of describing limb
deficiencies present at birth.
71. Congenital Hand Committee of the Japanese
Society for Surgery od the Hand. Modified IFSSH
Classification. J Jpn Soc Surg Hand, 17, 2000, s. 353
365.
4. GENETICKÁ DIAGNOSTIKA A
PORADENSTVÍ
Cílem genetického vyšetření je
stanovení nebo ověření správné diagnózy,
sledované genetickou prognózou, prevencí
a prenatální diagnostikou.
Stanovení správné genetické diagnózy
je základem pro vysvětlení etiopatogeneze
vady a genetického rizika opakování stejné
vady v rodině. Genetická diagnóza nás
nepřímo informuje o známé
symptomatologii, životní prognóze a
zkušenostech s léčením u ojediněle se
vyskytujících generalizovaných chorob
skeletu a syndromů. Nesprávná genetická
diagnóza může vést k následným
závažným omylům, které ohrožují či
nepřímo poškozují další jedince (28 - Mařík
1986). Základem genetického vyšetření je
objektivně zjištěná genealogie.
Genealogické vyšetření je rozšířenou
formou rodinné anamnézy, která musí být
provedena podle přesných pravidel (12 Kapras 1981) a která vede k určení způsobu
genetického přenosu a tím také k stanovení
genetického rizika ve vyšetřované rodině
podle specifické genetické zátěže. Výše
genetického rizika je ovlivňována
případnou nespecifickou zátěží (předchozí
neúspěšná těhotenství, expozice
mutagenům, endokrinopatie apod.).
Genetická diagnostika, prevence a
poradenství u končetinových,
kombinovaných a systémových vad
pohybového aparátu představuje
specifickou část klinické genetiky. Určení
genetické diagnózy je předpokladem
správné genetické prognózy. Klinická
genetika klade důraz na aspekci, kdy
základem zhodnocení fenotypu je bedlivé
zhodnocení i malých nápadností ve
fenotypu, které mohou mít značný význam
diferenciálně diagnostický a tím i
prognostický. Řada onemocnění, která
mají značně podobný (při povrchním
vyšetření dokonce zdánlivě totožný)
fenotyp, se mohou dědit zcela odlišným
způsobem. V těchto případech se hovoří o
genetické heterogenitě jako např. u
syndromu osteogenesis imperfecta.
Typické vrozené abnormality a anomálie
muskuloskeletálního systému patří do
symptomatologie značné části syndromů a
nosologických jednotek. Není vždy snadné
zařadit vrozenou končetinovou vadu a určit
správnou diagnózu systémové nebo
kombinované vady či zařadit genetický
syndrom. Morfologická diagnóza vady, jež
vyhovuje z hlediska anatomického a
chirurgického, se často neshoduje s
diagnózou genetickou, která je nezbytná
p r o u r č e n í g e n e t i c k é p r o g n ó z y,
empirického rizika a pro genetické
poradenství (31 - Mařík et al. 1994).
4.1. specifická genetická vyšetření
Klinický genetik, poskytující
konzultaci, se musí opírat o výsledky
vyšetření radiologického, ortopedického,
pediatrického, interního (zhodnocení
fenotypu) a dalších odborníků. Potvrzuje
diagnózu stanovenou na odborném
pracovišti a v indikovaných případech
doplňuje jak biochemická a odborná
klinická vyšetření, tak specifická
genetická vyšetření, kam patří:
1. cytogenetické vyšetření - vyšetření
karyotypu (13 - Kučerová 1982). Toto je
indikováno u vrozených vývojových vad s
mentální retardací, suspektních
chromozomálních syndromů (41 - Nyhan
1983), poruchy růstu a vývoje gonád,
některých monogenně dědičných chorob
131
Graf 1. Rozptyl hodnot pyridinolinu (UPD) a deoxypyridinolinu (UDPD) v moči u zdravých dětí
od 1 roku do 19 let. Křivka se podobá křivce růstových rychlostí (35 - Mařík et al. 2000).
(např. trichorinofalangeální syndrom /56 Zaletajev a Marincheva 1983/, syndrom
Cornelia de Lange, Praderův – Williho
syndrom /51 - Smith 1999/), dysfertilních
manželství, mentálních retardací vázaných
na X chromosom (fragilní X) a
mutagenního ovlivnění rodičů (na stupeň
celkového mutagenního ovlivnění lze
usuzovat na základě získaného poškození
chromosmů). Cytogenetické vyšetření
využívá identifikačních pruhovacích
technik (41 - Nyhan 1983).
2. biochemická vyšetření vrozených poruch
metabolismu jsou prováděna ve
specializovaných biochemických
laboratořích, jejichž provoz je velmi
nákladný. Vzhledem k velmi nízké
frekvenci výskytu metabolických vad v
populaci jsou řešena v rámci vnitrostátní i
mezinárodní spolupráce. U kostních
dysplazií v indikovaných případech se
stanovují glykosaminoglykany v moči,
které jsou signifikantně zvýšeny u
132
mukopolysacharidóz (9 - Hyánek et al.
1990) nebo se určuje nadměrné vylučování
sialyl-oligosacharidů v moči u
oligosacharidóz (47 - Sewel 1979). Z
epidemiologického hlediska se ukazuje
v ý z n a m n é
s t a n o v e n í
hyperhomocysteinemie u některých
kostních dysplazií (10 -Hyánek et al. 1999).
Zvýšená syntéza a zvýšené hodnoty
cartilage-oligomeric matrix proteinu v krvi
či kloubním punktátu se zjišťují například u
pseudoachondroplazie a mnohočetné
epifyzární dysplazie (gen je lokalizován na
krátkém raménku v pericentromerické
oblasti 19. chromosomu) /57 - International
Nomenclature and Classification of the
Osteochondrodysplasias – 1997/) a jejich
rutinní stanovení bude zřejmě významným
markerem preartrotických stavů
(poznámka autora). Jako citlivý ukazatel
destrukce chrupavek, který je nepochybně i
ukazatelem intenzity synovitidy, se začal
užívat chrupavkový glykoprotein
Chondrex (YKL-40), patřící mezi
chitinázy (1 - Adam 1998). U některých
nosologických jednotek kostních dysplazií,
které řadíme k vrozeným poruchám
metabolismu kostní tkáně a chrupavky,
bylo zjištěno signifikantní zvýšení markerů
kostního obratu u dětí i dospělých.
Prokázali jsme významně zvýšený kostní
obrat u dětí s osteogenesis imperfecta,
idiopatickou juvenilní osteoporózou,
hypofosfatemickou křivicí a s exostózovou
chorobou. U pseudoachondroplazie byly
zjištěny nadprůměrné hodnoty. Nejvyšší
hodnoty močového pyridinolinu (UPD) a
deoxypyridinolinu (UDPD) byly u dětí s
hypofosfatazií, kde byla současně snížená
celková ALP, kostní isoenzym ALP byl v
rozsahu referenčních hodnot. I v průběhu
prolongace a konsolidace kostních
regenerátů bylo prokázáno významné
zvýšení UPD a UDPD. Graf 1 ukazuje
rozptyl hodnot pyridinolinu (UPD) a
deoxypyridinolinu (UDPD) v moči u
zdravých dětí od 1 roku do 19 let.
Intraindividuální zvýšení kostního obratu
je zrcadlem růstového spurtu v pubertě, kdy
se zjišťují vysoké hodnoty UPD a UDPD,
ale může být i odrazem malignizace
kostních exostóz a enchondromů bez
ohledu na věk. Rozptyl hodnot markerů
kostního obratu u pacientů s
osteochondrodysplaziemi je významně
vyšší než u kontrolního souboru. Vysoká
variabilita markerů kostního obratu v rámci
jedné diagnózy zřejmě souvisí s genetickou
heterogenitou některých skupin kostních
dysplazií (35 - Mařík et al. 2000). Zvýšené
vylučování ukazatelů intenzity
katabolických pochodů chrupavkového a
kostního kolagenu pyridinolinu respektive
deoxypyridinolinu močí však nerozliší,
která část jejich obsahu v moči je dána
procesem osteoartrotickým a jaká je dána
zvýšeným katabolismem kostního
kolagenu v rámci rozvíjející se osteoporózy
(1 - Adam 1998).
3. Recentní pokroky v molekulární biologii
umožňují aplikaci molekulární genetické
diagnostiky, která významně ovlivňuje jak
včasné vyhledávání genetických
determinant onemocnění, tak kontrolu
léčby již klinicky manifestovaných
příznaků. Mapování lidského genomu v
roce 2001, které bylo zahájeno přibližně
před 10 lety, učinilo velký pokrok. Základní
poznatky o skladbě lidské DNA byly
shrnuty a zveřejněny (11 - Jasny a Kennedy
2001). Dnes je známo více než 3000
definovaných lidských dědičně vázaných
chorob, jejichž příčinou jsou mutace v
jediném genetickém lokusu – tzv.
monogenní onemocnění. Genetické nálezy
u určitých nosologických jednotek
kostních dysplazií byly uvedeny v práci
Hagenäse (7 – 1996) a v Mezinárodní
nomenklatuře a klasifikaci
osteochondrodysplazií z roku 1997 (57). U
nás jedna z prvních kostních dysplazií
diagnostikovaných molekulárně
genetickou metodou byla achondroplazie a
neurofibromatosis von Recklinghausen,
typ 1.
Achondroplazie je výsledkem mutací
ve fibroblastovém růstovém receptoru 3
(fibroblast growth factor receptor 3, FGFR3), které jsou lokalizované na krátkých
raméncích 4. chromosomu v oblasti p16.3
distálně od genu pro Huntingtonovu
choreu. FGFR-3 je protein o velikosti 115 –
150 kD, patřící do rodiny
transmembránových glykoporteinů,
vážících skupinu 9 polypeptidových
molekul, fibroblastových růstových
faktorů s pleiotropním efektem na
nejrůznější buněčné linie a vývojová stadia
tkání. Na obr. 1 je schematické znázornění
133
Obr. 1. Schéma struktury části FGFR- 3 genu s transmembránovou doménou (TM), využívanou pro přímou
diagnostiku mutace.
I., II., III. - 3 extraacelulární domény podobné imunoglobulinu
SS - signální sekvence FGFR-3 genu
TM - transmembránová doména
TKD-1,2 - tyrosin kinázové domény
struktury transmembránové domény (TM)
FGFR-3 genu. Gen kóduje tři z
extracelulární domény podobné
imunoglobulinům, pravděpodobně
signální sekvenci FGFR-3 genu SS na 5´
konci a dvě tyrosinkinázové domény (TKD
1 a TKD 2). Současné možnosti
molekulárně genetické diagnostiky se
odvíjejí od znalosti přesné lokalizace
nalezených mutací v transmembránové
doméně FGFR-3 genu (rozlišují se 3 typy
mutací – jedna v kodónu 375, další dvě v
kodónu 380). Pro genetickou analýzu se
využívá polymerázová řetězová reakce,
kterou se amplifikuje příslušná část genu a
následuje restrikční analýza pomocí
specificky štěpících restrikčních
endonukleáz, rozeznávajících
jednonukleotidové záměny v pozici 1138
transmembránové domény FGFR-3 genu
(Msp I, Sfc I). Pro molekulárně
diagnostická vyšetření je nezbytné izolovat
nukleovou kyselinu. Jako zdroje se
používají leukocyty, lymfocyty, amniocyty,
choriové klky, tkáně fixované v parafinu (i
zemřelých osob) či stěry bukální sliznice.
Rutinní diagnostika bývá provedena do 2 –
3 týdnů po odběru kompletního
rodokmenu. Prenatální vyšetření je možné
134
realizovat do 7 – 10 dnů od data odběru.
Hlavním cílem molekulárně genetické
diagnostiky achondroplazie je sledovat
riziková těhotenství a diagnostikovat
homozygotické formy achondroplazie v 1.
trimestru gravidity (38 - Mazurová et al.
1995, 39 - Mazurová et al. 1999).
Analogickou poměrně jednoduchou
molekulárně genetickou analýzou je
možno určit mutace FGFR-3 i u dalších
kostních dysplazií, a to u
hypochondroplazie a thanatoforické
dysplazie a některých syndromů s
kraniosynostózou jako je Muenkeho
syndrom. Crouzonův syndrom je vyvolán
bodovou mutací FGFR-2 genu, jenž je
lokalizován na 10q, Pfeifferův syndrom
mutací FGFR-1 genu lokalizovaném na 8p
(cit. sec. 7 - Hagenäs 1996).
Neurofibromatóza, typ 1 je výsledkem
mu tací v gen ech u mís těn ý ch na
chromosomu 17 v pericentromerické
oblasti dlouhých ramének (v pozici
17q11.2). Molekulárně genetická
diagnostika NF-1 je možná vazebnou
analýzou v rodinách, kde není znám
konkrétní typ mutace, klasickou
diagnostikou využívající polymerázové
řetězové reakce a nově molekulárně
genetickými testy, jakými jsou „protein
truncation test“ či sekvenační analýza.
Neurofibromatóza, typ 2 je výsledkem
mutací genů na dlouhém raménku 22.
chromosomu (v oblasti 22q4.12). Možnosti
molekulární diagnostiky jsou především v
klonování a následné sekvenační analýze
exponované oblasti chromosomu 22 (36 Mazura et al. 1995, 39 - Mazurová et al.
1999), což ale předpokládá dostupnost
náročného a poměrně ekonomicky
nákladného sekvenačního zařízení.
Recentní molekulárně genetické
poznatky o mutacích kolagenních genů
(COL1A1 a COL1A2) vedly k poznání
etiologie a vysvětlení patogeneze
heterogenního syndromu osteogenesis
imperfecta (OI) a umožnily rozdělení OI do
několika podskupin (42 - Passarge 1995, 45
- Rosenthal 1995). Gen COL1A1, který
kóduje a 1 řetězce, je umístěn na dlouhém
raménku 17. chromosomu (v pozici
17q21.31 - 22.05) a sestává z 51 exonů. Gen
COL1A2, kódující a 2 řetězec, se nachází
na dlouhém raménku chromosomu 7 (v
oblasti 7q21.3 - 22.1) a obsahuje 52 exonů.
V patogenezi syndromu OI se uplatňují
jisté „univerzální“ zákonitosti, a to:
- poziční efekt: mutace, vyskytující se blíže
k N-konci, jsou fenotypově méně
devastující než mutace bližší k C-konci.
- řetězový efekt: mutace v genu pro a 1
řetězce (COL1A1) jsou častější než mutace
v genu pro a 2 řetězec (COL1A2).
- rozměrový efekt: mutace v glycinové
pozici způsobují nejzávažnější deformace
stavby trojité šroubovice kolagenu.
Z biomechanického aspektu se mutace
projeví buď v kvalitě kolagenních řetězců,
nebo v počtu syntetizovaných kolagenních
vláken. Klinický obraz heterozygotů s
mutací COL1A2 je méně závažný než je
tomu u mutací COL1A1. Produkt mutantní
alely COL1A1 je zabudován do
kolagenových molekul syntetizovaných
heterozygotní buňkou s normání druhou
COL1A1 alelou. Mutace COL1A2
přechází pouze do poloviny kolagenových
molekul, což vysvětluje méně závažné
fenotypické postižení.
V současné době "The Human Gene
Mutation Database, Cardiff
(http://archive.uwcm.ac.uk/uwcm/mg/sear
ch/119061.html)” rozlišuje celkem 124
mutací COL1A1, z nichž největší počet
představují nukleotidové substituce.
Mazura et al. (37 - 2000) v pilotní
molekulárně genetické studii analyzovali
15 případů osteogenesis imperfecta. Stejná
mutace byla diagnostikována u pacientů s
různými typy OI diagnostikovanými podle
Sillence et al. (50 - 1979).V krevním
vzorku české dívky s těžkým atypickým
klinickoradiologickým nálezem OI určili
novou mutaci. Jednalo se o malou inserci
(CCGT) v exonu 30 COL1A1 genu, která je
odlišná od popsaných malých insercí v
„Cardiff Mutation Database“. Nález
uvedené malé inserce podporuje náš názor,
že OI je velmi heterogenní syndrom s dosud
nejasnou etiopatogenezou a že vztah
genotypu a fenotypu u syndromu OI je
velmi složitý. Existuje dosud mnoho
nosologických jednotek OI, u kterých
nebyl základní molekulární defekt
rozpoznán a na druhé straně se vyskytují
případy OI, kde zjištěná mutace
nevysvětluje těžký klinickoradiologický
nález, a proto lze předpokládat jiné dosud
neznámé COL1A1 nebo COL1A2 mutace
či jiné genové změny. Klinická variabilita
syndromu OI a velké množství popsaných
genových mutací (40 - Nuytinck et al 1996,
46 - Sainz et al. 1999, 49 - Schwartze et al.
1999, 4 - De Vos et al. 2000) vyžaduje pro
stanovení přesné etiologické diagnózy
135
využití všech dostupných vyšetřovacích
metod (klinickoradiologických,
biochemických, denzitometrických,
histologických, histomorfometrických,
molekulárně genetických aj.). Správná
molekulárně genetická diagnóza
provedená včas v rodinách s genetickou
zátěží OI bude významnou specifickou
vyšetřovací metodou genetického
poradenství.
Je třeba zdůraznit, že genetická
etiologie je podrobně prozkoumána pouze
u některých nejčastěji se vyskytujících
monogenních chorob, které jsou velmi
závažné, ale mají nízkou frekvenci v
populaci. Genetické determinanty byly
objeveny např. u diastrofické dysplazie
(genová porucha je lokalizována na 5q a je
příčinou deficitu sulfátového transportéru –
diastrophic dysplasia sulfate transporter),
pseudoachondroplasie a mnohočetné
epifyzární dysplazie typu Fairbank (kde
porucha genu pro chrupavkový
oligomerický protein – cartilage
oligomeric protein /COMP/ je lokalizována
na 19p v pericentromerické oblasti),
osteogenesis imperfecta, vrozené
spondylepifyzární dysplasie (mutace
kolagenu typu II je lokalizována na 12q) a
dalších. Naším současným cílem je zavést
rutinní molekulárně-genetickou
diagnostiku některých typů osteogenesis
imperfecta.
4. dermatoglyfické vyšetření je
antropogenetickou a biomechanickou
charakteristikou doplňující fenotyp
pacienta. Daktyloskopické stopy dlaní a
prstů jsou tradiční metodou, která se běžně
využívá v kriminalistice. Termín
dermatoglyfy byl zvolen pro kožní
papilární linie, které jsou primárně
geneticky determinovány a jejich
uspořádání se po narození nemění. Jejich
136
vývoj souvisí s vývojem ruky mezi 13. – 19.
týdnem prenatálního života. Za zakladatele
současné dermatoglyfiky se pokládá
Cummins (2 - 1926). Dermatoglyfy se
snímají z dlaní a prstů obou rukou, někdy i z
plosek nohou. Hodnotí se řada
dermatoglyfických obrazců (vzorů),
daných specifickým uspořádáním
epidermálních linií. Základem tvorby
vzorů jsou souběžně probíhající
epidermální linie, podmíněné elevací
keratinu, patrné již od 21. týdne života.
Průběh těchto linií je ovlivněn tzv.
fetálními polštářky na rukou, které jsou
patrné od 6. – 7. týdne. Vlastní papilární
lišty, jejichž hodnocení nás především
zajímá, jsou spojeny s vývojem hmatového
čidla a pod jejich vlivem se formují vlastní
linie. Kožní reliéf se skládá ještě z
ohybových rýh, které jsou předmětem
pozornosti. Typ kreseb papilárních linií je
kromě zmíněných hmatových polštářků
ovlivňován dalšími navzájem
souvisejícími faktory – tlakem
embryonální tkáně, tloušťkou epidermis a
nahromaděním tekutin v epidermis.
Sledování dermatoglyfů lze využívat k
sledování různých patologických vztahů
uplatňujících se již prenatálně (19 - Kuklík
1985, 28 - Mařík 1986).
Lékaře zajímá především korelace
mezi dermatoglyfickými vzory a
malformacemi rukou pro diferenciální
diagnostiku a pro rozlišení chromosomálně
nebo genově podmíněných vrozených
vývojových vad (48 - Schaumann a Alter
1976). Dermatoglyfické vyšetření může
odhalit rovněž vyšší nespecifickou
genetickou zátěž (např. účinek teratogenů).
Podle novějšího pojetí dědičnosti
dermatoglyfů je počet linií určen mnoha
geny s additivním účinkem (polygenní typ
dědičnosti). Koeficient korelace mezi
rodiči a dětmi je přibližně 0,5, což
potvrzuje hypotézu polygenní
podmíněnosti dermatoglyfických
kvalitativních hodnot. Je známá velká
variabilita dermatoglyfů, podmíněná i
jemnými výkyvy intrauterinního prostředí
(třeba i u monozygotních dvojčat jsou v
určitých obrazcích odchylky). Rovněž v
různých etnických skupinách jsou
variabilní nálezy, což svědčí pro jejich
genetickou determinaci. K hodnocení
dermatoglyfů je nutné znát populační
průměry, ke kterým vztahujeme výsledky
(17 - Kuklík et al. 1984, 18 - Kuklík a
Nováková 1984). Není zcela správné je
vztahovat výsledky na populace z jiných
zemí, protože tím pomíjíme
antropologickou variabilitu jednotlivých
etnických skupin. Byly popsány
topologické vztahy uspořádání
dermatoglyfů ke kostěnému podkladu ruky,
což je vývojově určený jev (43 - Penrose
1965). Poznanski et al. (44 - 1969) popsali
radiodermatografii. Tato technika
umožňuje zobrazit dermatoglyfické
obrazce a jejich vztah ke skeletu ruky.
Radiodermatografie využívá opalescentní
tantalový prach, který se nasype a vetře na
volární stranu ruky, která je předem
promaštěna krémem. Prostory mezi
kožními rýhami a brázdami se vyplní
tantalem. Pak se zhotoví snímek ruky v
zadopřední projekci (dlaň se položí na
kazetu s filmem).
U skeletální malformací ruky lze z
uspořádání kožního papilárního terénu a
průběhu ohybových rýh dlaňových a
prstových usuzovat na patologické
uspořádání kostí ruky (20 - Kuklík et al.
1988, 21 - Kuklík et al. 1992). Izolované
Obr. 2. Signifikantně abnormální dermatoglyfy rukou pacienta s diastrofickou dysplazií. Dermatoglyfické
vyšetření u 3 pacientů z nepříbuzných rodin prokázalo tyto společné abnormality: zvýšení atd úhlu, distální
pozice axiálního triradiu t, atypický průběh hlavních dlaňových linií (linie A končí v oblasti 1, linie C jsou
redukovány), atypie ohybových rýh dlaně (téměř vymizelé, jemná struktura), chybí ohybové rýhy prstů
v oblasti proximálních interfalangeálních kloubů.
137
končetinové vady mají odchylný
dermatoglyfický relief ve shodě s
obecnými zákonitostmi růstu a vývoje
papilárního terénu dlaně a plosky nohy (16
- Kuklík a Novák 1980, 17 - Kuklík et al.
1984, 19 - Kuklík 1985). U jednostranných
vad zdravou končetinu považujeme za
intraindividuální kontrolu. U
končetinových vad patřících do 1. skupiny
Swansonovy klasifikace (zástava vývoje)
dermatoglyfy ukazují na poruchu formace
a segmentace skeletálních částí a úzce
korelují s růstovými silami uplatňujícími se
v embryogenezi v době vzniku papilárních
linií. U biomechanicky nejzávažnějších
malformací se vyskytuje extrémní
zjednodušení papilárních vzorů (34 - Mařík
et al. 1999).
S vrozenými abnormalitami vývoje
kostry u kostních dysplazií korelují typické
abnormality dermatoglyfů rukou a nohou,
které všeobecně považujeme za
antropogenetické a biomechanické
charakteristiky. Mikropříznaky lze někdy
zjistit i u rodinných příslušníků a tak
dermatoglyfy významně přispívají k určení
mendelovské dědičnosti v rodině
probanda. Patognomonické
dermatoglyfické obrazce byly definovány
u Turnerova syndromu (15 - Kuklík et al.
1980), diastrofické dysplazie a
arthrogryposis multiplex congenita (29 Mařík et al. 1992, 30 - Mařík et al.1992). U
arthrogrypózy a diastrofické dysplazie je
chybění prstových ohybových rýh rukou
prenatálně determinováno a určuje klouby,
v kterých vzniká fibrózní nebo kostěná
ankylóza - symfalangismus proximálních
respektive distálních interfalangeálních
kloubů (obr. 2). Signifikantní abnormality
byly popsány u mukopolysacharidózy typ
VI-A (32 - Mařík et al. 1994),
achondroplazie (33 - Mařík et al. 1999),
138
Polandova-Möbiusova syndromu (25 Kuklík 2000) a u chorob z chaotického
růstu pojiva. Nově byly objeveny
abnormální dermatoglyfy u dvou sester se
syndromem 3M (poznámka autora).
4.2. genetické poradenství
Genetické poradenství se obecně řídí
principy totožnými jako u jiných typů
genetických konzultací. Genetické
poradenství ve vztahu k prenatální
diagnostice musí řešit otázky primární a
sekundární prevence vrozených
vývojových vad (VVV). Primární prevence
zahrnuje prekoncepční a perikoncepční
péči, která pozitivně ovlivňuje
nespecifická rizika anamnestická a
životního prostředí. Jde tedy ve smyslu
klasické genetické terminologie o snahu
eugenickou. Mapování lidského genomu a
nové poznatky o genech, které do určité
míry ovlivňují budoucí onemocnění
organismu, jež však není jisté a ani jej nelze
přesně časově odhadnout, otevírají řadu
etických problémů pro lidskou společnost.
Genetické poradenství respektuje platné
právní a etické normy, v neposlední řadě
přání rodiny. Nové genetické metody i
výzkum musí být prováděny za přísných
etických pravidel, aby nepoškodily
testovaného a přinášely prospěch celé
společnosti.
Genetické poradenství je i formou
psychoterapie. Nelze zapomínat na
psychologické aspekty genetického
poradenství i tam, nebo zejména tam, kde je
prognóza infaustní. Často jsme svědky
toho, jak se může rodina rozpadnout v
souvislosti s narozením dítěte tělesně
anebo mentálně poškozeného, ve
výjimečných případech však společné
neštěstí vztah zocelí (24 - Kuklík a Mařík
1999). Lékař musí respektovat přání
rodiny, to znamená, že v případě nepříznivé
prognózy nemusí nutně následovat
interrupce.
Končetinové vady, které nejsou
součástí syndromů, se vyskytují v
rodokmenu většinou izolovaně (někdy i
vícečetně). Jako u všech polygenních či
polyfaktoriálních vad zde platí zásada, že
riziko závisí na stupni postižení - na
expresi. Izolované vady mírného stupně
jednostranného charakteru mají riziko
opakování nižší než vady oboustranné s
plnými projevy redukce skeletu a
případným familiárním výskytem nebo
výskytem mikrosymptomů v rodině. Z
hlediska odhadu empirického rizika je
významné vyhledávání tzv. minimální
symptomatologie u rodičů nebo
sourozenců. Genetické poradenství má zde
význam především pro příbuzné I. stupně.
Konzultace s matkou někdy pomůže
odhalit případné etiopatogenetické
rizikové faktory teratogenního charakteru v
tzv. kritických vývojových periodách, které
jsou zároveň periodami senzitivními (8 Heminki et al. 1984). Znalost časového
faktoru je zde velmi důležitá v souvislosti s
organogenezí, tj. dobou, kdy se příslušný
orgán tvoří a je vnímavý k případným
zásahům teratogenů. Nežádoucím
způsobem ovlivňují vývoj plodu
endokrinní choroby matky včetně chorob
štítné žlázy, diabetes mellitus, metabolická
onemocnění, hypertenze, ranné gestózy,
chronická zánětlivá onemocnění apod.
Optimalizace zdravotního stavu matky
ještě před těhotenstvím a úprava životního
režimu s vyloučením nepříznivých zevních
vlivů jsou důležité zejména u polygenních a
polyfaktoriálních chorob a též v prevenci
chromosomálních aberací de novo (22 -
Kuklík 1994).
Systémové vady pohybového aparátu –
kostní dysplazie vznikají nejčastěji jako
autosomálně dominantní dědičné choroby
(např. achondroplazie). Mezi autosomálně
recesivní kostní dysplazie patří rozsáhlá
skupina primárně metabolických vad,
vyvolávajících sekundární osteopatie,
např. „lysosomal storage diseases“, kam
patří především mukopolysacharidózy a
oligosacharidózy s typickými změnami
skeletu označovanými jako „dysostosis
multiplex“ (32 - Mařík et al. 1994) . Mezi
kostními dysplaziemi jsou vzácné choroby
vázané na pohlaví – X recesivní (např.
Hunterův typ mukopolysacharidózy nebo
diastrofická dysplazie)
nebo X dominantní (např. receptorová
choroba vitamin D rezistentní křivice).
Chromozomální aberace jsou kostními
dysplaziemi sui generis a představují
rozsáhlou skupinu s patognomonickou
skeletální symptomatologií (např. u
Turnerova syndromu). Bohužel nebyly již
uvedeny v poslední 5. verzi Mezinárodní
nomenklatury a klasifikace
osteochondrodysplazií z roku 1997 (57 1998).
4.3. Prekoncepční péče
Prekoncepční péče (3 - Červenka a
Kapras 1980) je indikována u polygenních
vad, vrozených chromosomálních aberací
vzniklých na základě non disjunkce a také u
vad nejasné etiologie, kde jsou jasné
příčiny špatného zdravotního stavu matky
apod. Optimalizace zdravotního stavu
budoucí matky zahrnuje vitaminovou
preventivní clonu dle doporučeného
schematu.
Těhotenská cholestáza a hepatopatie,
exacerbace cholelithiasy,
hyperbilirubinemie apod. jsou okruhem
139
chorob, které lze léčebně příznivě ovlivnit
(55 - Vaništa a Lasovská 1979). Používají
se hepatoprotektivní preparáty jako
flavonoidy (např. Flavobion nebo
Essentiale forte), které mají širší význam
než pouze dodávka nezbytných vitaminů. Z
vitaminových preparátů má význam
dodávka především vitaminů B komplexu
(Lipovitan je jediným perorálním
preparátem s vitaminem B12), dále vitamin
C (doporučován je preparát Ascorutin,
obsahující zároveň vitamin P – rutin).
Vi t a m i n E p ř e d s t a v u j e d ů l e ž i t é
antioxidans.Vitaminy A a D jsou v graviditě
nebezpečné z hlediska možného
předávkování. Vitaminy rozpustné v tucích
(ADEK) se snáze předávkují než ty, které
jsou rozpustné ve vodě (např. vitamin C) a
jejichž přebytek se vyloučí močí.
Nebezpečné jsou deriváty vitaminu A
syntetického původu, které se považují za
morfogen a předávkování nebo arteficiální
dodávka v podobě některých kosmetických
krémů proti akne může způsobit některé
skeletální vady např. polydaktylii nebo
syndaktylii v závislosti na dávce (27 Markoš 1997). Klíčovou úlohu v
proteosyntéze hraje kyselina listová Acidum folicum. Pokud je před graviditou
a v jejím průběhu podávána, uplatňuje se
při prevenci rozštěpových obličejových
vad (54 - Tolarová 1982), defektů neurální
trubice (NTD) a dalších polygenních vad a
může účinně kompenzovat nedostatek
mesenchymální tkáně stimulací
proteosyntézy. Vitaminová prevence je
doplňována nyní i různými stopovými
prvky (selen, zinek aj.). V souvislosti s
vitaminovou prevencí je nutno
připomenout, že výživa má vliv na zdárný
průběh těhotenství zcela výjimečným
způsobem. Složení stravy má dokonce vliv
na sex ratio při porodu. Existují dokonce
140
studie, které se zabývají fenoménem
predilekce pohlaví v souvislosti se
stravovacími zvyklostmi. Je známo z
populační teratologie, že skupiny obyvatel
vystavené malnutrici a strádání mohou
vykazovat větší podíl vrozených
vývojových vad v potomstvu (23 - Kuklík
1998).
V rámci prekoncepční péče je důležité
vyléčení případné fokální infekce matky
ještě před plánováním těhotenství, protože
zánětlivé toxiny se zejména v embryonální
periodě mohou nežádoucím způsobem
uplatnit v etiopatogenezi vrozených
vývojových vad (VVV). Jedná se
především o zánětlivá onemocnění
gynekologická, adnexitidy, mykotické
infekce, projevující se fluorem apod. Léčba
musí být kausální s přihlédnutím k
etiopatogenetickému agens a
imunologickému stavu matky. Horečnaté
stavy v těhotenství mohou být příčinou
poruch vývoje plodu, zejména lebky
/anencefalie/ a rozštěpových vad pateře.
Klasické je parazitologické a virologické
vyšetření toxoplasmosy, rubeoly,
cytomegaloviru a herpetických virů.
Toxoplasma gondii je intracelulární parazit
a virusy jsou všudypřítomnými teratogeny.
Intrauterinní infekce se mohou projevovat
typickými klinickými obrazy - jako je
adnátní toxoplasmosa, rubeolový syndrom,
varicellový syndrom apod. Uvažuje se o
možné etiopatogenetické souvislosti
toxoplasmosy s non disjunkcí (5 - Elis a
Elisová 1983, 6 - Fuchs 1985).
Hormonální stav matky (3 - Červenka a
Kapras 1980, 5 - Elis a Elisová 1983) je
důležitým kriteriem pro posuzování
příslušné úspěšnosti budoucí gravidity.
Orientační informaci o hormonálním stavu
poskytne poševní cytologie, následovaná
cíleným hormonálním vyšetření. Důležité
je diagnostikovat případné ovariální cysty
(zpravidla ultrasonograficky transabdominální sondou při plném
močovém měchýři k lepšímu znázornění
gonadálních struktur nebo vaginální
ultrazvukovou sondou) a ověřit zda
nedochází k anovulačním cyklům.
Zaléčení běžných ovariálních cyst je
možné thiaminem. Endogenní
nadprodukce prolaktinu může vést k
zástavě menstruace a tvorbě mléka u
těžších stavů i mimo graviditu.
Terapeuticky se používá blokády
farmakologické. I mírné formy
hyperprolaktinemie mohou mít za následek
neplodnost. Hyperprolaktinemie se
vyskytuje též relativně často v rodinách s
vrozenými vývojovými vadami v
potomstvu.
Thyreopatie matky mohou být součástí
celkové hormonální dysbalance
organismu. Autoimunní poruchy štítné
žlázy se uvádějí v etiopatogenetické
souvislosti např. s tvorbou protilátek vůči
centromerám a se vznikem non-disjunkce v
průběhu meiotických procesů.
Gestózy ranné a pozdní se vyskytují
relativně častěji u matek dětí s VVV.
Nadměrné hmotnostní přírůstky v
graviditě, hypertenze, otoky a nadměrné
zvracení jsou základními projevy, ke
kterým se mohou přidat zejména u
pozdních gestóz fatální komplikace. Léčba
těhotenské hyperemesy Conterganem v
začátku šedesátých let 20. století byla
příčinou vzniku typických
thalidomidových deformit končetin u více
než 6000 novorozenců v Německu (52 Swanson 1981). Kompenzace diabetes
mellitus a těhotenské cukrovky matky má
význam pro fyziologický vývoj plodu. Děti
diabetických matek mají často nadměrnou
porodní hmotnost a častěji trpí vrozenými
vývojovými vadami. Častější výskyt
cukrovky nacházíme u matek dětí s
vrozenými chromosomálními aberacemi,
zejména trisomickou formou Downovy
choroby. Diabetes mellitus se může
projevit pouze v těhotenství jako
těhotenská glykosurie. Diabetes mellitus
matky by měl být kompenzován ještě před
plánovaným těhotenstvím. Neléčená nebo
dekompenzovaná cukrovka může být
příčinou vzniku syndromu kaudální
regrese, který vzniká z poruchy
homeostázy v embryonální vývojové
periodě. Existují etiopatogenetické vztahy
k syndromu femorální hypoplázie s
nezvyklým obličejem nebo proximálnímu
femorálnímu fokálnímu defektu. Klasicky
známé jsou též syndrom diabetické
embryopatie a diabetické fetopatie.
Adrenogenitální syndrom je
autosomálně recesivně dědičná
metabolická vada. Projevuje se hormonální
nerovnováhou, která kromě virilizace
znamená poruchy plodnosti. Virilizace je
do jisté míry reparabilní chirurgicky,
obtížnější je léčba ovariální dysfunkce.
Existuje celá řada dalších
definovaných chorobných stavů matek,
které mohou představovat specifické i
nespecifické ohrožení plodu. Jedná se
například o těhotenství matek s
fenylketonurií, které znamená hledání
rovnováhy mezi dietními opatřeními s
omezením esenciální aminokyseliny
fenylalaninu, jež je však nezbytná pro
vývoj plodu (9 – Hyánek et al. 1990).
Matky se srdeční vadou (zejména u
cyanotických srdečních vad nebo v
souvislosti s hypotenzí) představují
potenciální poruchu zásobování plodu
placentárním oběhem. Rizika se týkají
trofiky plodu a nejen samotného rizika
vzniku polygenní vady.
141
V současné době se přehodnocuje řada
názorů z minulosti ohledně nepříznivých
účinků léků v těhotenství. Užívání léků v
těhotenství již není tak častou příčinou
indikace interrupce ze zdravotních důvodů.
V souvislosti se skeletálními anomáliemi
bývá uváděn tzv. warfarinový syndrom,
který je podmíněn užíváním antivitaminu
K (antikoagulans Warfarin), projevující se
agenezí kůstek nosu (lze jej experimentálně
vyvolat i u zvířat). Podobně existuje tzv.
fetální hydantoinový syndrom u těhotných
matek s epilepsií léčených hydaintonáty.
Diagnostikují se VVV, především vrozené
srdeční vady a poškození vývoje skeletu.
Typická je orofaciální stigmatizace s
hypertelorismem, dysplazie terminálních
falang rukou i nohou, dystrofické nehty (26
- Lošan 1979) a tomu odpovídá i specifický
dermatoglyfický obraz s výskytem oblouků
na prstech. Důležité je monitorování hladin
hydantoinátů u těhotných matek s epilepsií,
kde nebylo možno léčbu zcela vysadit. Je
třeba zdůraznit, že vysazení podávání léku
může znamenat těžší postižení vývoje
plodu z vlivu choroby matky, než samotný
vedlejší účinek farmaka. Situaci je nutno
vždy individuálně zvážit.
Fyzická konstituce /habitus/ těhotné
matky má etiopatogenetickou souvislost se
stavem plodu a budoucího dítěte.
Empiricky lze zobecnit očekávání
problémů u matek s hmotností nižší než 50
kg a s výškou kratší než 150 cm. U matek s
opakovanými spontánními aborty bývají
zjišťovány antropometrickým měřením
gracilní (hypoplastické) epifýzy dlouhých
kostí.
Perikoncepční péče zahrnuje i metody
asistované reprodukce v případech, kdy
otěhotnění je spojeno s určitými obtížemi.
Fertilizace in vitro, umělá inseminace a jiné
postupy jsou prokazatelně spojeny s
142
vyšším rizikem vzniku vývojových vad a
chromosomálních aberací. Při poruše
motility spermií může být řešením úprava
vazkosti spermatu použitím Mucosolvanu
(Ambroxoli hydrochloridum) u partnera v
perikoncepčním období. Snížení viskozity
hlenu je příznivé z hlediska usnadnění
průniku spermie k vajíčku.
Ultrasonografické vyšetření může být
součástí gynekologické prekoncepční péče
se zaměřením na tvar a velikost dělohy
(hypoplázie děložní a anomálie dělohy uterus duplex, uterus arcuatus, uterus
septus, uterus subseptus aj.). Tyto anomálie
dělohy mohou mít vliv na vznik deformit a
sekvencí pohybového aparátu z abnormální
polohy plodu – malpozice (takto vznikají
např. pedes equinovari, vrozená luxace
kyčlí, pedes calcaneovalgi aj.). Podobně
musí býti zohledněny biomechanické
příčiny při vzniku některých disrupčních
deformit, které vznikají zaškrcením
končetiny amniálním pruhem a ischemií
končetiny. Na ultrasonografické vyšetření
v rámci prekoncepční péče navazuje
ultrasonografické vyšetření v rámci
neinvazivní prenatální diagnostiky (obecně
i cíleně zaměřené). O zavedení a rozvoj
ultrasonografických vyšetřovacích metod u
nás v začátku osmdesátých let se zasloužil
E. Čech.
4.4. Prenatální diagnostika
Na genetické poradenství úzce navazuje
prenatální diagnostika, která patří do
oblasti tzv. sekundární prevence. Lékař
poskytujícící genetickou konzultaci musí
volit vhodné indikační spektrum prenatálně
diagnostických metod. Riziko metody
samotné nesmí přesahovat riziko
genetické. Prenatální diagnostika existuje
jako invazívní a neivazívní. Prenatální
diagnostika využívá neinvazivních
vizualizačních technik (metod)
ultrasonografie (echokardiografie) a
magnetické resonance, znázorňující věrně i
vnitřní orgány plodu. Její provedení je však
technicky náročnější (vyžaduje celkovou
anestézii s cílem imobilizace plodu). RTG
vyšetření plodu v III. trimestru gravidity se
provádí jen výjimečně. Z invazivních metod
je to amniocentéza, biopsie choria a
fetoskopie. Některé typy vad je možno
diagnostikovat kombinací prenatálních
vyšetřovacích metod.
Prenatální ultrasonografická
diagnostika kostních dysplázií má svá
specifická úskalí. V počátečních stadiích
těhotenství má diagnostika pouze obecný
význam, stejně tak jako u jiných
genetických diagnóz. Ověřuje se vitalita a
počet plodů, množství plodové vody,
poloha placenty, apod. Výsledný úspěch
závisí na rozlišovací schopnosti
ultrazvukového přístroje a zkušenostech
pozorovatele. Existují sofistikované
nomogramy rozměrů skeletu dle délky
těhotenství (jako například biparietální
šířka, délka femuru, eventuálně se určují
délky jiných dlouhých kostí, které slouží
jednak k určování pokročilosti těhotenství,
ale také k zjišťování případné
proporcionality a disproporcionality plodu.
V počátečních stadiích těhotenství se k
určování délky těhotenství používá
rozměrů CRL (crown - rump lenght) rozměr od kraniálního konce až po kaudální
konec embrya. Nedostatečné množství
plodové vody může být příčinou specifické
sekvence (již byly zmíněny malpoziční
vady). Nadměrné množství plodové vody
může být součástí atrézie zažívacího traktu,
která patří jako symptom např. k asociaci
většího množství vad u syndromu VATER.
Echokardiografie plodu se dnes stala již
rutinním vyšetřením v průběhu těhotenství,
kde se očekává vývoj syndromu s vrozenou
srdeční vadou (VCC). Rentgenové
vyšetření a fetografie dnes již byly
nahrazeny ultrasonografickým vyšetřením.
Amniocentéza je další nejrozšířenější
metodou prenatální diagnostiky. Provádí se
transabdominálně mezi 14. – 16. týdnem po
předchozí lokalizaci placenty ultrazvukem
Riziko výkonu pro matku či plod je 0,5 %.
Metoda se u nás provádí od r. 1971.
Využívá se diagnostice chromozomálních
aberací a k zjištění rizikového pohlaví. Na
základě biochemického a histochemického
vyšetření kultivovaných i nekultivovaných
fibroblastů plodu a vyšetření alfa
fetoproteinu v plodové vodě je možné
diagnostikovat i vrozené poruchy
metabolismu a poruchy uzávěru neurální
trubice. Nově lze z fibroblastů plodu
(amniocytů) izolovat DNA pro
molekulárně genetická vyšetření.
Fetoskopie umožňuje mezi 13. – 17.
týdnem těhotenství přímou aspekci plodu v
děloze pomocí specielního endoskopu. U
nás byly první fetoskopie provedeny v roce
1974 (Zwinger) a první diagnostická
fetoskopie v roce 1977 (53 -Tolarová a
Zwinger 1981). Provádí se po předchozí
lokalizaci placenty a plodu ultazvukem
transabdominálním přístupem pomocí
specielního endoskopu. Využívá se k
prenatální diagnostice malformací plodu,
které jsou provázeny defekty končetin,
obličeje, uší, trupu apod. 10 – 15 %
fetoskopií končí však potratem z důvodu
intrauterinního krvácení.
Biopsie choria se provádí za kontroly
ultrazvukem aspirací choriových klků
specielní kanylou zavedenou
transcervikálně. Výkon se provádí mezi 9.
– 11. týdnem od poslední mensturace, při
143
neúspěchu lze opakovat. Potrat může
vyvolat ve 4 – 6 %. Biopsie choria se
využívá k zjištění karyotypu a pohlaví
plodu již v 1. trimestru těhotenství. Z buněk
choriových klků je možné izolovat DNA
plodu.
Při indikaci biopsie choria i u
fetoskopie musí mít žena povolenu
interrupci. Přerušení těhotenství z
genetické indikace je u nás uzákoněno. Na
základě prenatální diagnostiky se dovoluje
přerušit těhotenství do 26. týdne. Provádí
se malou sekcí, stále více se zavádí indukce
potratu pomocí prostaglandinů
aplikovaných intraamniálně nebo v infuzi
(28 - Mařík 1986).
Závěr
Cílem této kapitoly bylo shrnutí
poznatků o specifické genetické
diagnostice, genetickém poradenství a
prenatální diagnostice u kostních dysplazií,
kombinovaných (dismorfických) vad a
končetinových anomálií včetně
metodologie prekoncepční, perikoncepční
a prenatální péče. Bylo poukázáno na
biomechanické souvislosti při
dermatoglyfickém vyšetření. Je třeba
zdůraznit, že klinická a molekulární
genetika v současné době zná genetickou
etiologii podrobně pouze u nejčastějších
monogenních chorob, které jsou velmi
závažné, ale mají nízkou frekvenci v
populaci. Dosažené znalosti v moleklární
genetice pouze zahajují dlouhodobý
výzkum, který až v několikaleté
budoucnosti dokáže pochopit podrobně
funkce jednotlivých lidských genů a jejich
vzájemné působení, včetně vlivů zevního
prostředí a životního stylu. Genová terapie
je ještě ve vzdálenější budoucnosti (14 –
144
Kučerová 2001)
Porod dítěte s vrozenými
biomechanicky závažnými vadami
pohybového aparátu, kam patří izolované
anomálie končetin, páteře, lebky a obličeje
(tzv. dysostózy v užším slova smyslu),
systémové kombinované vady s
abnormální morfogenezí, metabolické
vady s projevy na skeletu, kostní dysplazie
a množství genetických syndromů, je
tragedií pro rodinu a celou společnost.
Problematika ovlivnění embryonálního
vývoje v době vzniku těchto vad zůstává
otevřená. Pokroky v ortopedii, plastické
chirurgii, rehabilitačních technikách,
ortopedické protetice, biomechanice a
dalších lékařských oborech společně s
překotným rozvojem molekulárně
genetických vyšetřovacích metod a
současně zlepšující se socioekonomický
potenciál našeho státu jsou nadějí pro
zlepšení osudu postižených v České
republice.
Literatura
1. Adam M. Chondrex (YKL-40) – ukazatel
poškození chrupavky. Pohybové ústrojí, 5, 1998, č.
1+2, s. 100 – 103.
2. Cummins H. Epidermal-ridge configurations in
developmental defects, with particular reference to the
ontogenetic factors which condition ridge direction.
Am J Anat, 38, 1926, s. 89 – 93.
3. Červenka J, Kapras J. Prekoncepční prevence
vývojových vad. Čs Pediat, 35, 1980, s. 62 - 67.
4. De Vos A, Sermon K, Van de Velde H, Joris H,
Vandervorst M, Lissens W, De Paepe A, Liebaers I,
Van Steirteghem A. Two pregnancies after preimplantation genetic diagnosis for osteogenesis
imperfecta type I and type IV, Hum Genet, 106, 2000,
pp. 605-13.
5. Elis J, Elisová K. Léky v těhotenství. In: Pokroky ve
farmacii 4, ed. J. Elis a K. Elisová, Praha: Avicenum,
1983, s. 11 - 189.
6. Fuchs V. Choroby v těhotenství. Praha: Avicenum,
1985, 352 s.
7. Hagenäs L. Auxological standards in bone
dysplasias. Horm Res, 45 (suppl. 2), 1996, s. 24 - 34.
8. Heminki K, Sorsa M, Vainio H. Occupational
Hazards and Reproduction. Washington, New York,
London: Hemisphere Publishing Corporation, 1984.
9. Hyánek J et al. Dědičné poruchy metabolismu.
Praha: Avicenum, 1990, 342 s.
10. Hyánek J, Mařík I, Pejznochová H, Hyánková E,
Dubská L et al. Diagnostic significance of
hyperhomocysteinemia in some bone dysplasias.
Pohybové ústrojí, 6, 1999, č. 3+4, s. 279.
11. Jasny BR, Kennedy D. The Human Genome.
Science, 291, 2001, č. 550, s. 1153-1156.
12. Kapras J. Základní zákony dědičnosti, s. 33 - 82.
In: Kučerová M. et al. Úvod do klinické genetiky,
13. Kučerová M. Vrozené a získané poruchy lidských
chromosomů. Babákova sbírka. Praha: Avicenum,
1982, 172 s.
14. Kučerová M. Etické problémy nových poznatků
ve výzkumu lidské genetiky. Pohybové ústrojí, 8,
2001, č. 2 – v tisku.
15. Kuklík M, Klán Z, Holík F. Anomálie skeletu ruky,
lebky a páteře u skupiny patnácti dětí s Turnerovým
syndromem. Čs Pediat, 35, 1980, č. 10, s. 529 - 531.
16. Kuklík M, Novák L. Cíle a perspektivy
dermatoglyfiky. Praktický lékař, 60, 1980, č. 22-23, s.
785 - 787.
17. Kuklík M, Nováková M, Šrajer J, Hermely H,
Šimůnková M. Dlaňový total ridge count u normální
populace. Čas lék českých, 123, 1984, č. 36, s. 1124 1127.
18. Kuklík M, Nováková M. AD ridge count.
Proceedings of the 3rd Valšík´s Memorial and 12th
Bartoš´s Symposium on dermatoglyphycs, Bratislava:
Veda, vydavatelstvo SAV, 1984, s. 156 - 66.
19. Kuklík M. Význam struktury papilárního systému
ruky. Vesmír, 64, 1985, 9, s. 528 - 29.
20. Kuklík M, Barnová I, Mařík I, Handzel J.
Dermatoglyphics in bone dysplasias. Proceedings of
the 4th Valšík´s Memorial and 13th Bartoš´s
Symposium on dermatoglyphycs, Bratislava: Veda,
vydavatelstvo SAV, 1988, s. 189 - 194.
21. Kuklík M, Mařík I, Sobotka Z, Hauser G.
Biomechanically noted syndromes of bone dysplasias
and their dermatoglyphics /Congenital joint diseases/.
Biomechanics of Man 92, 4th International
Conference, Smilovice, 1992, s. 74 - 77.
22. Kuklík M. Genetické poradenství ve vztahu k
prenatální diagnostice. Pohybové ústrojí, 1, 1994, č. 3,
s. 157.
23. Kuklík M. Genetické poradenství a prenatální
diagnostika u kostních dysplazií. Pohybové ústrojí, 5,
1998, č. 3+4, s. 133 - 141.
24. Kuklík M. Mařík I. Genetika končetinových vad.
Pohybové ústrojí, 6, 1999, č. 3-4, s. 168 – 79.
25. Kuklík M. Poland-Möbius syndrome and
disruption spectrum affecting the face and extremities:
a review paper and presentation of five cases. Acta
Chirurgiae Plasticae, 42, 2000, č. 3, s. 95 - 103.
26. Lošan F et al. Fetální hydantoinový syndrom. Čas
lék čes, 118, 1979, s. 179.
27. Markoš A. Povstávání živého tvaru. Praha: Vesmír,
1997, 309 s.
28. Mařík I. Kostní dysplazie - disertační práce,
svazek 1 a 2, Praha: Fakulta dětského lékařství, 1986,
470 s.
29. Mařík I, Kuklík M, Kraus J et al. Arthrogryposis
multiplex congenita. 2. část. Acta Chir orthop Traum
čech, 59, 1992, č. 2, s. 67 - 76.
30. Mařík I, Vrabec R, Kuklík M, Kraus J. Flekčně
addukční kontraktura palců obou rukou u distální
artrogrypózy typu I. Acta Chir orthop Traum čech. 59,
1992, č. 4, s. 246 - 252.
ústrojí, 1, 1994, 4. 1, s. 33 - 49.
Pohybové ústrojí, 1, 1994, č. 3, s. 137 – 150.
Osteochondrodysplazie – diagnostika, klasifikace,
terapie. Čs Pediat, 56, 1999, č. 5, s. 183 – 89.
34. Mařík I, Smrčka V, Kuklík M, Hadraba I, Kříž V.
6, 1999, č. 3+4, s. 187 – 223.
metabolismu u kostních dysplazií. Čes-slov Pediat,
55, 2000, č. 1, s. 9 – 15.
36. Mazura I, Mazurová F, Korabečná M, Petráková A.
Diagnostika neurofibromatózy von Recklinghausen
(NF-1) metodou polymerázové řetězové reakce
(PCR). Pohybové ústrojí, 2, 1995, č. 3, s. 118 – 123.
37. Mazura I, Marik I, Nutsu-Mazura F, Marikova O,
Kruparova M. Osteogenesis imperfecta type 1:
collagen alpha-1 gene mutation in Czech population.
Abstracts, XVIIth Meeting of the Federation of the
European Connective Tissue Societis, July 1 – 5, 2000
/ Patras, Greece, K 15.
38. Mazurová F, Mazura I, Kuklík M, Mařík I.
ústrojí, 2, 1995, č. 4, s. 145 - 49.
145
39. Mazurová F, Mazura I, Mařík I. Možnosti
diagnostiky achondroplazie a neurofibromaózy (NF1) molekulárně genetickými metodami. Pohybové
ústrojí, 6, 1999, č. 1, s. 6 – 10.
40. Nuytinck L, Dalgleish R, Spotila L, Renard J-P,
Van Regemorter N, De Paepe A. Substitution of
glycine-661 by serine in the alpha-1 (I) and alpha-2 (I)
chains of type I collagen results in different clinical
and biochemical phenotypes. Hum Genet, 97, 1996, s.
324-29
41. Nyhan WL. Cytogenetic diseases. In: Clinical
Symposia CIBA, ed. By A.H. Trench, 35, 1983, č. 1, s.
2 – 32.
42. Passarge E. Colour Atlas of Genetics, New York:
Thieme Medical Publishers INS, 1995, 411 s.
43. Penrose LS. Dermatoglyphic topology. Nature,
205, 1065, s. 564 – 46.
43. Poznanski AK, Gall JC Jr, Garn SM.
Radiotermography. Simultaneous demonstration of
dermatoglyphics and osseous structures of the hand.
Invest Radiol, 4, 1969, s. 340 – 42.
44. Rosenthal N. Fine structure of a gene – DNA
sequencing. N Eng J Med, 332, 1995, s. 589-91
45. Sainz J, Van Tornout JM, Sayre J, Kaufman F,
Gilsaur V. Association of collagen type 1 alpha-1 gene
polymorphism with bone density in early childhood. J
Clin Endocrin Metab, 84, 1999, s. 853-855
46. Sewel AC. An improved thin-layer
chromatographic method for urinary oligosaccharide
screening. Clin Chim Acta, 92, 1979, s. 412 – 14.
47. Schaumann B, Alter M. Dermatoglyphics in
Medical Disorders. New York, Heidelberg, Berlin:
Springer-Verlag, 1976, 258 s.
146
48. Schwarze V, Starman B J, Byers PH. Redefinition
of exon 7 in the COL1A1 gene of type I collagen by an
intron 8 splice-donor-site mutation in a form of
osteogenesis imperfecta : influence of intron splice
order on outcome of splice – site mutation. Am J Hum
Genet, 65/2, 1999, pp. 336 – 44.
49. Sillence DO, Senn A, Danks DM. Genetic
heterogeneity in osteogenesis imperfecta. J med
Genet, 16, 1979, s. 101 – 116.
50. Smith A. The diagnosis of Prader-Willi syndrome.
Annotation. J. Paediatr. Child Health, 35, 1999, s. 335
– 37.
51. Swanson AB. Congenital Limb Defects:
Classification and Treatment. Clinical Symposia
CIBA, 33, 1981, č.3, s. 3 - 32.
53. Tolarová M, Zwinger A. Indikace fetoskopie u
vrozených morfologických vad. Rozhledy v chirurgii,
60, 1981, č. 11, s. 758 – 67.
56. Tolarová M. Periconceptional supplementation
with vitamins and folic acid to prevent recurrence of
cleft lip. The Lancet, July 24, 1982, s. 217.
55. Vaništa J, Lasovská J. Infekční choroby v
těhotenství. In: Novinky v medicíně, 18, Praha:
Avicenum, 1979, s. 59 - 99..
56. Zaletajev DV, Marincheva GS. Langer-Giedion
syndrome in a child with complex structural
aberration of chromosome 8. Hum Genet, 63, 1983, s.
178 – 82.
the Osteochondrodysplasias (1997). International
Working Group on Constitutional Diseases of Bone.
Amer J Med Gen, 79, 1998, s. 376 – 382.
5. Biomechanika pohybového aparátu
Za praotce biomechaniky je
považován Aristoteles, který ve svém díle
„O částech živých tvorů“ zdůrazňuje
spojení mezi fyzikou a živými objekty.
Součástí fyziky byla již tehdy i mechanika.
Funkce otce biomechaniky byla přiřknuta
Galileo Galileovi, který ve své vědecké
činnosti propojoval matematiku s
přírodními vědami, zavedl měření pulsu
pomocí kyvadla a vynalezl moderní funkci
mikroskopu (74 - Valenta et al. 1985).
Biomechanika se zabývá aplikací
zákonů mechaniky v biologii, medicíně,
tělovýchově a sportu, kriminalistice apod.
Pod pojmem biomechanika je míněno
studium mechanických zákonitostí a
vlastností biomateriálů a biologických
systémů (74 - Valenta et al. 1985).
Biomechanika tudíž analyzuje biologické
reakce živého organismu způsobené
vnějšími a vnitřními účinky z hlediska
obecné mechaniky.
Biomechanika bývá označována jako
„mechanika pro biologii a medicínu“, která
uplatňuje zákonitosti mechaniky na
všechny procesy probíhající v živých
objektech a na odezvy těchto soustav na
mechanické vlivy jejich prostředí.
Biomechaniku je možné vymezit jako
teoreticko-aplikační vědní obor, který
přispívá k řešení těch biologických a
medicínských problémů, jejichž součástí
jsou i subproblémy mechanického
charakteru. Tyto subproblémy lze pak
označovat jako „problémy
biomechanické“, k jejichž řešení se
využívají poznatky, přístupy, metody a
teorie inženýrské mechaniky (21 - Janíček
1999). Při jejich výzkumu se využívá
analytických metod a jedním z cílů je i
matematické vyjádření zjištěných
zákonitostí.
Biomechanika je interdisciplinární
věda propojující mechaniku s biologií.
Biomechanika v širším smyslu aplikuje
poznatky klasické mechaniky (stability,
kinematiky, dynamiky, pružnosti a
pevnosti, viskoelasticity aj.) na biologické
objekty (tkáně, orgány) a plně využívá
svého teoretického a experimentálního
zázemí ke studiu biologických objektů,
např. jejich vlastností, chování, struktur a
tvarů. Vychází z mechaniky tuhých a
poddajných těles a prostředí. Jinými slovy
se biomechanika zabývá mechanickými
jevy u těles v tuhém skupenství (Petrtýl a
Mařík).
Předmětem zkoumání jsou živé
organismy jako evoluční, stále se vyvíjející
otevřené systémy, které se adaptují
vzhledem k podmínkám života, vlivům
okolního prostředí i k působení
mechanického zatížení. Biomechanika
zkoumá především mechanické jevy v
kostech, kloubních chrupavkách, šlachách
a vazech, periferních nervech, kosterních
svalech, ve velkých i malých kloubech,
dále namáhání stěn cév a vnitřních orgánů,
jako jsou srdce, žaludek, ledviny, plicní
tkáně, rozvíjí se i biomechanický výzkum
kůže aj. (62 - Sobotka 1994).
Součástí biomechaniky je bioreologie,
jejímž předmětem je výzkum
mechanického chování tkání a orgánů
jakožto otevřených systémů z hlediska
jejich vývoje v čase. Bioreologie zkoumá
pohyb a vlastnosti tělesných tekutin, krve,
lymfy, synoviální tekutiny, sputa, slin,
očního moku i vlastnosti kostní dřeně (66 Sobotková et al 1988, 67 - Sobotková a
Sobotka 1992). Biomechanika a její
součást bioreologie se rozvinuly do větší
šíře teprve ve druhé polovině minulého
století. Jsou to vědní obory výrazně
147
interdisciplinární, jejichž základy byly
vytvořeny lékaři, biology, biomechaniky,
fyzikálními chemiky a biochemiky.
Rozvinuté teoretické a experimentální
v ý s l e d k y m e c h a n i k y, t e o r i e
vazkopružnosti a plasticity daly významný
základ pro rychlý rozvoj těchto vědních
oborů (61 - Sobotka 1984, 62 - Sobotka
1994).
Poznatky biomechaniky jsou
využívány i ve forenzním (soudním) oboru,
zejména v kriminalistice. O zavedení
tohoto odvětví do forenzní biomechaniky
se u nás zasloužil V. Karas. Aplikacím
forenzní biomechaniky v kriminalistice se
věnuje jeho mladší kolega J. Straus, který
výsledky své výzkumné práce a mnohaleté
zkušenosti uveřejnil v monografii
„Forenzní biomechanika“ (71 - Straus
1999). Metodiky vypracované pro
biomechanický obsah trasologických stop
(72 - Straus 1999) společně se známými
poznatky o biomechanickém působení sil v
dolních končetinách a chodidlech (65 Sobotka 1996) jsou dnes využívány pro
hodnocení podogramů u jedinců s
vrozenými nebo získanými vadami nohou,
kde dochází k různě vyjádřenému narušení
tří základních opěrných bodů nohy, které
představují staticky určitou trojnožku.
V biomechanice, technice, biologii i v
lékařství se stále více využívá při řešení
nejrůznějších problémů výpočtové
modelování (20 - Janíček a Ondráček
1998). V lékařství se poznatků
biomechaniky nejvíce využívá v ortopedii
a traumatologii pohybového aparátu (47 Petrtýl et al. 1985, 19 - Chao 1997), kde
jsou řešeny problémy spojené s
rozpoznáváním a léčením vrozených a
získaných vad skeletu (68 - Sobotková
1994, 63 - Sobotka a Mařík 1994).
Ortopedická chirurgie má svou dlouhou
148
historii. Již v roce 1775 lékaři Lapeyode a
Sicre ve francouzském Toulouse spojovaly
úlomky kostí po zlomenině mosaznými,
stříbrnými nebo zlatými dráty. První
kompletní aloplastiku provedl v roce 1890
Glück, použil umělou hlavici a jamku
kyčelního kloubu ze slonoviny (74 Valenta et al. 1985).
Pro porozumění problematice funkční
adaptace kostí a patobiomechanice
pohybového aparátu jsou uvedeny bazální
poznatky z biochemie a fyziologie skeletu.
5.1. Minimum z fyziologie kostí a kloubů
Pojivová tkáň je mezenchymálního
původu a je schopná částečné regenerace.
Hlavní složky pojiva tvoří buňky a
vmezeřená hmota (matrix). Matrix
obsahuje převážně proteoglykany,
globulární bílkoviny (strukturní
glykoproteiny) a vlákna, převážně
kolagenní. Všechny složky matrix, s
výjimkou elastinu, patří mezi
glykoproteiny (42 - Musil 1978).
Kosterní systém zajišťuje ochranu pro
vnitřní orgány. Stavba a struktura
jednotlivých kostí, které jsou spojeny
klouby, vazy a úpony kosterních svalů
vytvářejí podmínky pro pohyb v životním
prostředí. Kostní tkáň je specializovaná
pojivová tkáň, obsahující buňky a
organickou extracelulární matrix. Kost je
rezervoárem esenciálních minerálů
především kalcia. Krystalky kostního
minerálu hydroxyapatitu
/Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 /, obsahující 99 %
vápníku lidského těla, jsou pevně uzavřeny
v různě orientovaných fibrilách kolagenu
(kostní typ I), jenž tvoří přibližně 95 %
extracelulární matrix. Zbývajících 5 % jsou
proteoglykany. 65 70 % kostní sušiny je
tvořeno minerály (hydroxyapatitem) a 25
% obsahuje kolagen. Obsah vody v kosti je
okolo 25 % její celkové váhy. Přitom asi 85
% vody bylo zjištěno v organické matrix
kolem kolagenních fibril (typ I) a v
hydratačních obalech kolem kostních
krystalů. Zbývajících 15 % je v kanálcích a
pericelulárních lakunách (43 - Nordin a
Frankel 1989).
Kolagen je esenciální biopolymer,
který patří mezi nejstarší a zároveň
nejrozšířenější bílkoviny. Kolagen je
všudypřítomná bílkovina, která tvoří asi
1/3 všech bílkovin lidského organismu,
přitom asi 1/2 veškerého kolagenu je
obsažena ve skeletu. Hraje úlohu v
hemostáze, objevuje se v nejčasnějších
stadiích ontogeneze účastní se v
morfogenezi a při diferenciaci během
embryonálního vývoje. V současné době se
rozlišuje více než 20 typů kolagenu.
Společnou charakteristikou je trojnásobná
šroubovice větší části molekuly.
Koncentrace jednotlivých typů se během
ontogeneze a stárnutí mění ve prospěch
kolagenu typu I. Kolagen typu II, IX a X se
vyskytuje v chrupavkách a některých
dalších tkáních, například rohovce a
bělimě. Typy I, II, III a V vytvářejí
charakteristické fibrily, jež jsou odpovědné
za funkční integritu tkání jako kůže, kosti,
šlachy, vazy, chrupavky a spolu s elastinem
se účastní na integritě cév a vnitřních
orgánů. Jednotlivé typy kolagenu se od
sebe liší svojí primární strukturou, jež je
určující pro uspořádání do struktur čtvrtého
a vyšších řádů. Ty se pak od sebe liší podle
toho, který kolagenní typ a jaký
proteoglykan se účastní na agregaci
kolagenních molekul. Tak je dosaženo
velké morfologické variability podpůrných
elementů. Jednou se vyskytují ve formě
silných vláken se zřetelným příčným
pruhováním, jako ve šlachách a vazech,
Obr. 1. Schéma struktury molekuly kolagenu typu I a
kolagenních vláken.
někdy ve formě tenkých vlákének s jen
nezřetelným příčným pruhováním v
chrupavkách. Jindy vytváří jemné sítě v
nejrůznějších orgánech a konečně mohou
mít formu amorfních hmot, jako v
bazálních membránách, kde však
jednotlivé molekuly vytvářejí prostorové
sítě namísto vláken. Molekulu některých
kolagenních typů tvoří tři stejné řetězce (u
typů II, III, VII, VIII), jiné jsou pak tvořeny
dvěma i třemi druhy řetězců (typy I, IV, V,
VI, IX, X). Základem kolagenních fibril
jsou molekuly tropokolagenu, jejichž délka
je u typu I asi 280 nm, průměr kolem 1,4
nm, molekulární hmotnost asi 300 000
Daltonů (300 kDa). Tropokolagen je
vláknitá bílkovina, skládající se z více než
149
99 % z aminokyselin (AMK). U kolagenu
typu I třetinu AMK tvoří glycin. Prolin a
hydroxyprolin zastupují asi pětinu všech
AMK (1 - Adam 1995, 2 - Adam et al. 1996,
3 - Adam 1999). Schéma struktury
molekuly kolagenu typu I a kolagenních
vláken je na obr. 1. Primární strukturu tvoří
sekvence aminokyselin v řetězci (1) a (2).
Sekundární strukturu tvoří levotočivé
spirály polypeptidových řetězců (3). Tři
alfa řetězce vytvářejí pravotočivou
trojnásobnou šroubovici tropokolagenu
terciární strukturu (4), ve které se střídají
polární a apolární oblasti (5). Molekuly
tropokolagenu se při agregaci do fibril
navzájem překrývají asi o 1/5 délky (6), což
je příčinou příčného žíhání kolagenních
vláken v elektronovém mikroskopu (7). In
vivo jsou kolagenní vlákna chráněna
strukturními glykoproteiny (proteinpolysacharidové komplexy (8)), které se
podílejí na fibrilogenezi pojiva a svým
složením regulují jeho strukturu a
vlastnosti (14 - Handzel 1984). Nezbytným
předpokladem pro tvorbu trojnásobné
šroubovice jsou vodíkové a disulfidické
můstky a kovalentní příčné
intermolekulární vazby mezi jednotlivými
řetězci tropokolagenu (tzv. cross-linking),
na kterých se podílejí postranní řetězce
lysinu a hydroxylysinu. U mnohých
vrozených chorob kolagenu (např.
osteogenesis imperfecta, Marfanův a
Ehlersův-Danlosův sy) jsou právě tyto
intermolekulární vazby porušeny.
Charakteristickými AMK kolagenu jsou
hydroxyprolin (tvoří necelých 10 %
molekuly typu I) a hydroxylysin. Protože
pro obě tyto AMK neexistuje kod na
ribosomech, nemohou být reutilisovány a
jsou tedy katabolisovány. Kromě kolagenu
obsahuje tyto AMK i komplementová
podjednotka C1q, jež převážně ovlivňuje
150
hodnoty močového hydroxyprolinu,
zatímco ta část hydroxyprolinu,
pocházející z kostí je metabolizována
hlavně v plicích. Koncentrace
hydroxyprolinu v moči je na druhé straně
ovlivňována jeho obsahem v potravě. Proto
v dnešní době je od jeho stanovení jako
ukazatele kostního katabolismu upouštěno.
Hydroxylysin je ve větším množství
přítomen zvláště v kolagenu typu II
(kolagen chrupavek) a typu IV (kolagen
basálních membrán). Kostní kolagen typu I
je seřetězen deoxypyridinolinem resp.
pyridinolinem, které jsou odvozeny od tří
lysylových resp. hydroxylysylových
zbytků, spojujících řetězce tří různých
kolagenních molekul. Daný typ
příčnovazebných elementů je přítomen i v
chrupavkovém kolagenu, kde tvoří příčnou
vazbu i mezi typem II a typem IX a
pravděpodobně i mezi typem XI a IX.
Vzhledem k nesrovnatelně většímu
množství kostní tkáně, ovlivňují změny v
chrupavkách množství pyridinolinu resp.
deoxypyridinolinu v moči podstatně méně
než změny v kostní tkáni. Protože
pyridinolinové příčné vazby nejsou v
organismu metabolisovány a celý jejich
pool je vylučován močí, slouží jako dobrý
ukazatel katabolických pochodů v kostní
tkáni (1 - Adam 1995). Biosyntéza
kolagenních molekul probíhá jednak
intracelulárně podle základních principů
proteosyntézy, kdy je biosyntéza
regulována geny kodujícími jednotlivé
řetězce, skládající trojitý helix molekuly
kolagenu a jednak extracelulárně, kdy je
přeměna prokolagenu na tropokolagen
katalyzována enzymem prokolagen
peptidázou. Buňkou, ve které kolagen
vzniká, je fibroblast nebo jiné z něj
o d v o z e n é b u ň k y ( o s t e o b l a s t y,
c h o n d r o b l a s t y, o d o n t o b l a s t y,
cementoblasty) (42 - Musil 1978).
Prokolagen má na svých koncích tzv.
prokolagenní peptidy, které po extrusi z
buňky a před agregací do fibril jsou
odštěpovány. N-propeptid typu I má ve své
střední části triplhelikální strukturu, není
glykosylován, je však fosforylován. Jeho
koncentrace v séru bývá užívána jako
ukazatel intensity kostní syntézy.
Kolagenní N-propeptid není však pro
kostní tkáň specifický a k zvýšení jeho
koncentrace v krvi dochází i při
fibrotických procesech včetně jaterní
cirhosy. Všechny tři C-propetidy kolagenu
typu I jsou spojeny bisulfidickými vazbami
a vytvářejí globulární strukturu o velikosti
asi 25 000.
Mezi nejdůležitější kostní bílkoviny
kromě kolagenu patří kostní alkalická a
kyselá fosfatáza, osteokalcin a osteonektin
(SPARC secretoric protein, acidic, rich in
cysteine). Stanovují se dnes běžně v
krevním séru a užívají se jako ukazatelé
(markery) osteosyntézy nebo
osteoresorbce (kostního metabolismu).
Defekty osteonektinu, který se uplatňuje
především při mineralizaci skeletu (je
známo, že NH2 koncová doména má
schopnost vazby na kolagen typu I), hrají
roli v patogenezi některých geneticky
determinovaných onemocnění, jako např.
Treacher Collinsův Franceschettiův
syndrom (mandibulofaciální dysostóza)
nebo diastrofická dysplazie (25 - Kuklík
1996).
Mikroskopickou strukturální
jednotkou kostní tkáně je osteon nebo
haverský systém. V centru každého osteonu
je malý kanálek (haverský kanál)
obsahující krevní cévy a nervová vlákna.
Osteon se skládá z koncentrických lamel
mineralizované matrix. Marotti dokázal, že
vrstvy lamel osteonů se od sebe liší
hustotou mikrostruktury mineralizovaných
vláken, tj. dochází ke střídání hustých a
řídkých lamel osteonů (28 - Marotti 1996).
Průměr osteonu je asi 200 mm. V dlouhých
kostech jsou osteony uspořádány
longitudinálně, jednotlivé osteony mezi
sebou anastomozují. Na makroskopické
úrovni jsou kosti tvořeny kortikální
(kompaktní) a spongiosní (trabekulární)
kostí. Kortikální kost vždy obklopuje
spongiosní kost. Relativní kvantita obou
typů kostí je různá v jednotlivých kostech
podle funkčního zatěžování (43 - Nordin a
Frankel 89, 50 - Petrtýl et al. 1996).
Složení a struktura kloubní chrupavky
synoviálního kloubu (75 - Van Mow et al.
1989)
Konce kostí synoviálního kloubu jsou
pokryty slabou (1 - 5 mm) hustou bílou
pojivovou tkání nazývanou hyalinní
kloubní chrupavka (existují ještě dva typy
embryologicky a histologicky příbuzné
chrupavky, a to chrupavka fibrosní a
elastická, které ale mají odlišné
mechanické a biochemické vlastnosti).
Kloubní chrupavka distribuuje zatížení na
celou plochu kloubu a umožňuje pohyb
kloubních povrchů s minimálním třením a
opotřebováním.
V kloubní chrupavce jsou v zónách
uspořádány chondrocyty, které tvoří méně
než 10 % jejího objemu. Chondrocyty tvoří
hlavní organické složky extracelulární
matrix, která je složena z husté sítě
jemných kolagenních fibril (chrupavkový
typ II) vpletených do koncentrovaného
roztoku proteoglykanů. Chondrocyty a
podobně kolagenní síť je uspořádána ve
vrstvách (zónách) obr. 2a,b (75 - Van Mow
et al. 1989). Povrchní tangenciální (tvoří asi
10 - 20 % její tloušťky), střední (40 - 60 %),
hluboká (30 %), která je ohraničena tzv.
151
Obr. 2a a 2b. Uspořádání chondrocytů a kolagenní
sítě ve vrstvách (zónách) (75 - Van Mow et al. 1989).
Obr. 2a. V povrchní zóně (PTV) jsou oploštělé
chondrocyty s podélnou osou paralelní ke kloubnímu
povrchu, ve střední (SZ) jsou chondrocyty náhodně
rozmístěny, v hluboké vrstvě (HZ) jsou uspořádány ve
sloupcích orientovaných kolmo k tidemark. Obr. 2b.
V povrchní tangenciální zóně (PTV) jsou kolagenní
fibrily hustě propleteny ve vrstvě paralelní s povrchem
kloubní chrupavky, která se nazývá lamina splendens.
Ve střední vrstvě (SZ) se náhodně uspořádané fibrily
méně hustě shlukují a obsahují nejvíce proteoglykanů
a vody.Kolagenní fibrily v hluboké vrstvě (HZ) jsou
orientovány radiálně do svazků, které kříží tidemark,
vstupují do kalcifikované zóny a jsou ukotveny do
subchondrální kosti (podle 75 - Van Mow et al 1989).
tidemark (ohraničení kalcifikované a
nekalcifikované tkáně) od kalcifikované
zóny chrupavky, subchondrální kosti a
spongiózy. Pro kolagenní vlákna platí
vysoká tahová tuhost a pevnost a naopak
malá pevnost ke stlačení v podélném
směru.
Kloubní chrupavka obsahuje od 10 do
30 % čisté váhy kolagenu a 3 10 % vlhké
váhy proteoglykanů. Zbývajících 60 87 %
je voda, anorganické sole a malé množství
152
jiných proteinů matrix, glykoporteinů a
lipidů. Proteoglykany jsou považovány za
podtřídu glykoproteinů, což jsou
sloučeniny obsahující glycid nebo glykan
kovalentně vázaný k bílkovině.
Proteoglykany jsou produkovány většinou
eukaryotických buněk, jsou důležitými
složkami pericelulární a extracelulární
matrix. Proteoglykany jsou bílkoviny
glykosylované jedním nebo více
glykosaminoglykany. Mohou také
obsahovat jeden nebo více oligosacharidů.
Glykosaminoglykany (GAG) jsou lineární
polymery sestávající až z 200
disacharidových jednotek, tvořených
hexosaminem (D-glukosaminem nebo Dgalaktosaminem) střídajícím se s uronovou
kyselinou (D-glukuronovou nebo Liduronovou) nebo s neutrálním cukrem Dgalaktózou. Hexosaminy jsou obvykle Nacetylovány a u některých
glykosaminoglykanů je D-glukosamin Nsulfatován. V proteoglykanech se nejčastěji
vyskytuje chondroitin 6-sulfát,
chondroitin-4-sulfát, dermatansulfát a
heparansulfát. Vzhledem k tomu, že
glykosaminoglykany obsahují uronové
kyseliny a estericky vázaný sulfát, jsou
anionickými polyelektrolyty obr. 3.
Tato vlastnost glykosaminoglykanů,
daná vysokým množstvím karboxylových
a fosfátových skupin, tedy skupin záporně
nabitých, je rozhodující pro hlavní funkci
proteoglykanů ve tkáni. Negativní náboj
přitahuje ionty s opačným kladným
nábojem. Osmotická nerovnováha, která
vzniká v důsledku vysoké koncentrace
iontů, je příčinou velkého přesunu vody z
nejbližšího okolí. Pomocí tohoto
mechanismu udržují proteoglykany
tkáňovou matrix optimálně hydratovanou.
Struktura proteoglykanů není konstatní, ale
liší se podle původu tkáně i podle věku. Bez
Obr. 3. Schematické znázornění molekuly proteoglykanu a jeho vazby na kyselinu hyaluronovou
(podle 77 - Zajíček 1996).
ohledu na tuto variabilitu má struktura
všech proteoglykanů jedno společné
přítomnost centrálně uloženého
bílkovinného jádra, ke kterému je vázán 1
100 glykosaminoglykanových řetězců. V
závislosti na druhu tkáně a z něho
vyplývajících funkčních nárocích se
proteoglykany liší typem a počtem
glykosaminoglykanových řetězců
připadajících na bílkovinné jádro, stupněm
jejich sulfatace, celkovou molekulovou
hmotností a v neposlední řadě strukturou
bílkovinného jádra. Proto jsou
proteoglykany mimořádně heterogenní
skupinou makromolekul, kterou je možno
třídit podle několika kritérií, například
strukturních nebo funkčních (77 - Zajíček
1996).
Chrupavkové proteoglykany (PG) jsou
velké protein-polysacharidové molekuly,
které se vyskytují jako monomery nebo
jako agregáty. PG monomer je složen ze
dvou sulfatovaných glykosaminoglykanů
(GAG) keratan sulfátu a chondroitin
sulfátu, které jsou kovalentně vázány k
centrálně uloženému bílkovinnému jádru.
Na proteinovém jádru jsou tři globulární
oblasti a oblasti bohaté na keratan sulfát a
chondroitin sulfát. PG monomery si lze
představit jako strukturu podobnou kartáči
na mytí lahví, kde GAG jsou připojeny
kolmo radiálně k proteinovému jádru. PG
agregát komplex je složen z kyseliny
hyaluronové a nekovalentně navázaných
PG monomerů. Tato makromolekula má
molekulovou hmotnost přibližně 200
153
milionů daltonů. Vazebné proteiny (malé
glykoproteiny) stabilizují interakce mezi
vazebnou oblastí PG monomeru a
hyaluronovou jadernou molekulou. PG
agregáty podporují imobilizaci PG uvnitř
kolagenní sítě a tvoří strukturální tuhost
extracelulární matrix (41 - Muir 80).
Voda tvoří velmi hojnou složku
kloubní chrupavky a jak již bylo uvedeno
představuje asi 60 - 87 % její celkové váhy.
Nejvíce vody je obsaženo při povrchu
chrupavky - asi 80 %, v hluboké zóně
přibližně 65 %. Tato tkáňová tekutina
obsahuje volné kationy (např. sodík a
kalcium), které významně ovlivňují
biomechanické chování chrupavky. Velmi
malé procento vody je intracelulárně, asi 30
% vody spojeno s kolagenními vlákny.
Nejvíce vody je v intermolekulárním
prostoru a při zatížení chrupavky tlakovým
gradientem se okolo 70 % vody pohybuje.
Pohyb vody je důležitý pro biomechanické
chování chrupavky (dovoluje difusi plynů,
živin a odpadních produktů zpět a dále mezi
chondrocyty a živinami bohatou synoviální
tekutinou) a lubrikaci kloubu. Jak kloubní
chrupavka dospívá, snižuje se obsah vody a
obsah chondroitin sulfátu. Na druhé straně
množství keratan sulfátu se zvyšuje během
růstu a stárnutí. Poměr chondroitin sulfátu
ke keratan sulfátu je při narození asi 10 : 1,
u dospělých je v kloubní chrupavce tento
poměr pouze okolo 2 : 1. Podobně se mění
poměr chondroitin-6-sulfátu a chondroitin4-sulfátu: u plodu je roven 1, v dospělosti se
zvyšuje na poměr 25 : 1 ve prospěch
chondroitin-6-sulfátu. Kolagenní vlákna a
proteoglykany podporují vnitřní
mechanické tlaky, které vznikají při
zatížení kloubní chrupavky a společně s
vodou určují biomechanické chování
chrupavky.
Kloubní chrupavka je i za
154
fyziologických podmínek vysoce
zatěžovaný materiál (tlakem, tahem a
smykem), který má tekutou fázi
(intersticiální vodu s rozpuštěnými
anorganickými solemi) a tuhou fázi
(organickou matrix). Lze ji považovat za
porézní permeabilní medium naplněné
tekutinou nebo analogicky jako vodou
saturovanou houbu s viskoelastickými
vlastnostmi. Při konstantním tlaku,
působícím na viskoelastický materiál,
vzniká „creep“ počáteční rychlá deformace
je sledovaná pomalou (na čase závislou)
postupně klesající deformací, dokud není
dosaženo rovnováhy. Při zatížení tahem se
kolagenní vlákna orientují svými
podélnými osami do hlavního směru
deformace. Zvyšováním tahového napětí
se prodlužují, nabývají přímých směrů, a to
až do okamžiku jejich poruchy. Při zatížení
smykovým napětím nevznikají objemové
změny ani tlakové gradienty. Proto se
nevyskytuje ani tkáňový tok. Kloubní
chrupavka má schopnost poskytovat
synoviálnímu kloubu samolubrikační
schopnost, která je možná za
fyziologických zátěžových podmínek.
Funkcí kloubní chrupavky je zvětšovat
oblast distribuce zatížení a poskytovat
hladký povrch, který je odolný k opotřebení
při zatěžování.
5.2. Funkční adaptace kostí remodelace
Kostní tkáň (ale i ostatní pojivové
tkáně) se neustále přestavuje - remodeluje.
Remodelace kosti je trvalý stav,
charakterizovaný cyklickou aktivitou
osteoklastů a osteoblastů s klasickým
trváním cyklu asi 6 měsíců. Vlivem
mnohojaderných kostních buněk, tzv.
osteoklastů se kostní tkáň odbourává a
probíhá velice složitá 1. fáze kostní
remodelace (osteoresorbce), na kterou
navazuje 2. fáze remodelace
(osteoformace), při které se uplatňují
osteoblasty, buňky tvořící novou kostní
tkáň. Vzájemná interakce
osteoblastů/stromálních buněk a
osteoklastů je nepochybná. Osteoblasty se
regulačními ději velmi intenzivně účastní
na celém metabolickém obratu kosti, tedy
nejen na novotvorbě kostní tkáně.
Prostřednictvím mediátorů a působků
ovlivňují i tvorbu, dozrávání a aktivitu
osteoklastů a přispívají k složitému řízení
kostního metabolismu. Za nejvýraznější
regulátory tvorby a funkce osteoklastů se
považují molekuly a parakrinní působky
typu osteoprotegerin (OPG), který může
blokovat hyperkalcemický efekt
parathormonu, vybraných cytokinů a
vitamínu D3 a osteoprotegerin-ligand, jenž
patří do „rodiny TNF receptorů“ (44 Palička 2001). Fyziologická obměna kostní
tkáně - remodelace probíhá různě
i n t e n z i v n ě p o c e l ý ž i v o t v t z v.
Hoffshipových lakunách na povrchu
trámečků kostních, subperiostálně, na
kortikoendostálním povrchu i v haverském
systému kortikalis. Periost je fibrosní různě
silná membrána na povrchu všech kostí
prostoupená krevními cévami a nervovými
vlákny, které prostupují do kortikalis přes
Volkmannovy kanálky, které jsou spojeny s
haverskými kanálky a šíří se až do
spongiosní kosti. Vnitřní vrstva periostu,
naléhající na kompaktu, obsahuje
osteoblasty. Ke kortikalis je připevněn
kolagenními tzv. Sharpeyovými vlákny.
Adheze periostu u dospělých vlivem
silnějších a četnějších vláken je podstatně
větší než u dětí, takže při zlomenině se
periost zpravidla přeruší po celém obvodu a
dojde k dislokaci fragmentů. U dětí
přibližně do 10 let věku se periost při
fraktuře zpravidla pouze roztrhne nebo
sloupne jako slupka od banánu. Proto u dětí
je často možná nekrvavá repozice periost
zajišťuje spolu s fixačním obvazem retenci
fragmentů (poznámka autora). Endost je
slabší membrána, která ohraničuje
medulární dutinu, jež je vyplněna červenou
nebo žlutou kostní dření (v závislosti na
věku). Endost obsahuje osteoblasty i
osteoklasty (43 - Nordin a Frankel 1989).
Podle lokaliace má Hoffshipova lakuna tzv.
základní mnohobuněčná jednotka odlišný
tvar konický v kortikalis a plochý na
povrchu trámečků. Osteoresorbce trvá 1 3
týdny, osteoformace je rozdělena na 2
stadia syntézu matrix a její mineralizaci.
Jak v kortikální tak ve spongiosní kosti trvá
asi 3 měsíce. Obě fáze trvají asi 4 měsíce,
ale dalších 3 - 6 měsíců trvá než je nová kost
zralá (dospělá) (45 - Parfitt 1987). Kostní
metabolismus závisí na věku, nejaktivnější
je v prvních letech života a v období tzv.
růstového spurtu v pubertě, kdy je
ovlivňován pohlavními hormony.
Metabolismus kostí se stabilizuje až
koncem třetího decenia, kdy kostní hmota
dosahuje maxima (u žen to bývá ve 25 - 30
letech, u mužů ve 40 - 45 letech). Poté
začíná kostní hmota ubývat - asi 1 % ročně.
Za dobu od dosažení maximální kostní
hmoty do 75 let se ztratí přibližně 20 - 25 %
kostní hmoty, hovoří se o tzv. stařecké
atrofii. Asi u 1/3 žen se úbytek kostní hmoty
značně zvýší po menopauze, což je stav
endokrinologicky charakterizovaný jako
hypergonadotropní hypogonadismus, kdy
se snižuje sekrece ženských pohlavnich
hormonů (podstatou je vyčerpání
ovariálního folikulárního aparátu) (5 Blahoš 1995). Fyziologická kostní tkáň
během života zdravého jedince se nalézá
několikrát v hlavním slabě stacionárním
155
stavu, tj. ve stavu, při němž je dlouhodobě
dosaženo remodelačního ekvilibria (55 Petrtýl a Danešová 2000). Etapa
„dospělosti“ kostní tkáně (tj.
dlouhodobého, obvykle několikaletého
stavu remodelačního ekvilibria) může být
zkrácena biomechanickými vlivy (například
změnou dominantních směrů hlavních
deformací a dominantních hlavních napětí
v důsledku mimořádných a dlouhodobých
změn zatěžování skeletu) nebo vlivy
biochemickými (poruchami v
metabolismu). Pokud nedojde k zkrácení
této etapy, dochází k harmonickým
(„periodickým¨) genetickým aktivizacím
(„nastartováním“) etapy resorbce v
uvažovaném objemovém elementu kostní
tkáně. Genetický kód nahodile aktivizuje
resorbci skeletu (za fyziolgicky
„normálních“ podmínek). Podle Parfitta
(1983) dochází v nahodile distribuovaných
lokalitách k iniciaci resorbce přibližně
každých 10 vteřin, a to v závislosti na věku
jedince, pohlaví, metabolickém stavu,
druhu kostní tkáně, na jejím charakteru a
jejích vlastnostech. Genetický faktor
udržuje skeletární systém v jeho
predeterminovaných funkcích. Genetické
vlivy tak mají i funkci řízení délky „života“
limitního cyklu kostní tkáně. Odhaduje se,
že vlivem zvýšeného kostního
metabolismu v prvních letech života se celá
kostra obmění za 0,5 - 2 roky (kojenec v 1.
roce ztrojnásobí porodní hmotnost poznámka autora), u dospělých podle věku
se kosti remodelují za 6 8 let.
Významným fyziologickým jevem
kostní tkáně (potažmo všech pojivových
tkání) je její funkční adaptace (modelace),
která se projevuje vzrůstem pevnosti
skeletu vlivem zvýšeného proměnlivého
zatížení a jejím poklesem při omezeném
namáhání. Při každodenní činnosti v
156
interakci s prostředím jsou kosti namáhány
poměrně složitým různě intenzívním
zatížením, které vyvolává tlak, tah, ohyb,
smyk a kroucení, případně jejich
kombinace. Základní biomechanické
charakteristiky kompaktní a spongiózní
kosti, které mají význam při porušení
tahem a tlakem výstižně zpracovala E.
Sobotková (68 - 1994). Tahová, tlaková a
smyková napětí i přetvoření měřil
například Evans (7 - 1982), který zjistil, že
pevnost v tahu, ve smyku, mezní tahové
přetvoření a modul pružnosti jsou o mnoho
nižší pro femur než pro tibii a fibulu. S
výjimkou plastického modulu přetvárnosti,
který je dán sklonem tečny ke křivce
závislosti mezi napětím a přetvořením,
klesají hodnoty tahových charakteristik
femuru s věkem (přibližně od 35 let). U
tibie je situace rozdílná v tom, že se tahové
charakteristiky od té doby skoro nemění s
výjimkou mezního přetvoření a absorpční
energie, která ovlivňuje sklon k frakturám.
Burnstein et al. (6 - 1976) vysvětluje
rozdílné chování těchto kostí tím, že se
mechanická zatížení u nich liší a
předpokládá i rozdílné rychlosti obratu
jejich stavebních složek.
Živá kost se stále mění a prodělává
pochody růstu a zesílení (tj. modelace) a
opakující se náhrady (tj. remodelace). Při
remodelaci přizpůsobuje kost svou
strukturu velikostem a směrům
dominantních zatížení. Proměnné
namáhání způsobuje, že je kost silnější,
tužší, pevnější a hustší. Naproti tomu kosti
osoby dlouhodobě upoutané na lůžko nebo
s dlouhodobě fixovanou končetinou jsou
ohroženy zlomeninami pro nedostatečnou
pevnost kostní tkáně, která vzniká vlivem
zvýšené osteoklastické resorbce z
inaktivity celkové nebo lokální (35 - Mařík
a Sobotka 1997, 24 Kocián 1996).
Obr 4. Vztah mezi deformací a reakcí kostní tkáně. V
rozsahu 1500 - 2500 mikrostrain kost nereaguje.
Inaktivita vede k resorbci, deformace nad 2500
mikrostrain k apozici (podle 17 - Heřt 1990).
Začátkem let šedesátých a v
sedmdesátých letech byly experimentálně
získány podklady pro vysvětlení
mechanismů funkční adaptace kostí. Mezi
průkopníky patří J. Heřt (15 - 1964, 16 1972), H.M. Frost (8 - 1964), L.E. Lanyon
(26 - 1982, 27 - 1987). V pozdějších letech
shrnuli otázky biomechaniky kostí z
aspektu analýzy Wolffova zákona o
transformaci kostí slovenští autoři (30 Martinko et al. 1987) a Heřt (17 - 1990). O
další poznatky o kostní remodelaci za
patologických stavů se zasloužil H.M.
Frost (9 - 1987, 10 - 1996, 11 - 1997, 12 2000) a A.M. Parfitt (45 - 1983, 46 - 1987).
Průkaz percepce a signalizace deformací
kostní tkáně osteocyty prokázal G. Marotti
(28 - 1996).
J. Heřt se splupracovníky v
experimentech dokázali, že základním
morfogenetickým podnětem pro apozici
kosti je intermitentní zatěžování při ohybu,
tlaku i tahu. Tento objev potvrdili L.E.
Lanyon et al. (26 - 1982) a dále zjistili, že
rozsah apozice kosti závisí na špičkové
hodnotě deformace, na rychlosti změny
deformace, na počtu cyklů a řadě dalších
parametrů. Jejich nejvýznamnější zjištění
bylo, že apoziční reakce probíhá teprve od
určité prahové hodnoty deformace. V
rozmezí 1500 - 2500 mikrostrain je kost
stacionární nereaguje na tyto deformace.
Přitom 1 mikrostrain je definován jako
deformace o 1 miliontinu (10-6) původní
délky. Inaktivita vede k resorpci,
deformace nad 2500 mikrostrain k apozici
obr 4.
J. Heřt v dalších pracech (17 - 1990, 18
- 1993) uvádí tři základní mechanismy
kostní remodelace, která je nejintenzivnější
v růstovém období:
1. mechanismus funkční adaptace kostí
závisí na intenzitě proměnlivého namáhání
(vnitřního napětí v kosti), na rychlosti
změny deformace, na počtu cyklů aj., ale v
podstatě na aktivitě osteoblastů (osteocytů)
a osteoklastů, které jsou aktivovány
nadprahovými deformacemi (osteocyty již
po 5 minutách reagují vzestupem glukózo6-fosfát-dehydrogenázy /27 - Lanyon
1987/).
2. mechanismus kostní adaptace je
způsoben periostem - tlak periostu působí
resorpci, tah periostu apozici.
3. mechanismus působí jen v období růstu.
Podle Hüterova - Volkmannova zákona
růstová epifýza tvoří kostní tkáň ve směru
axiálního tlaku - zvýšení tlaku omezuje
růst, odlehčení růstové ploténky růst
urychluje. Při šikmém zatížení metafýza
přirůstá klínovitě, ploténka se orientuje
kolmo na směr tlaku a roste ve směru
157
Obr. 5. Bočný posun (lateral drift) se označuje
modelace zakřivené diafýzy (po fraktuře,
mikrofraktuře), která vzniká mechanismem
subperiostální (respektive subendostální) resorbce
(R) na konvexní straně zevního (respektive vnitřního)
povrchu a subperiostální (subendostální) apozice (F formace) na konkávní straně zevního (respektive
vnitřního) povrchu (podle 9 - Frost 1987).
tlakové rezultanty.
Uvedené mechanismy se různou
měrou uplatňují při vyrovnávání dislokace
kostních fragmentů ve frontální rovině po
zlomenině nebo korekční osteotomii. Tato
modelace se označuje bočný posun (lateral
drift obr. 5) a je využívána v dětské
frakturologii přibližně do 10 let věku (před
růstovým spurtem) pro spontánní korekci
ad axim a ad latus dislokovaných zlomenin
ve frontální rovině. Hojení a boční posun
probíhá nejrychleji a nejdokonaleji v
blízkosti růstové ploténky, kde zůstává
zachována červená kostní dřen ve
spongiózní kosti. Dislokace ad axim v
sagitální rovině se zpravidla nekorigují ad
integrum a dislokace ad periferiam se
korigují jen minimálně nebo vůbec ne.
Již začátkem padesátých let G.A.
Ilizarov propracoval kompresně-distrakční
158
techniku prodlužování dlouhých kostí
pomocí zevních fixátorů a podal
eperimentální i klinické důkazy, že pro
regeneraci (potažmo apozici)
distrahovaného svalku nebo růstové
chrupavky je základním morfogenetickým
podnětem intermitentní zatěžování.
Třicetileté zkušenosti a výsledky G.A.
Ilizarov prezentoval v Praze poprvé až v
roce 1981. Teprve potom byla jeho metoda
prodlužování zavedena i v ostatních
vyspělých státech světa.
Do roku 1960 fyziologové a klinici
všeobecně uznávali, že efektorové buňky
(osteoblasty, osteoklasty, chondroblasty a
fibroblasty) jsou kontrolovány
nemechanickými agens, které odpovídají
za fyziologické i patofyziologické
(chorobné) pochody. Na základě
pozdějších objevů a poznatků o
neuromuskulární fyziologii a o vlivu
fyzické aktivity na skeletální architekturu,
sílu a mechanickou pevnost navrhl H. M.
Frost v roce 1995 tzv. Utah paradigm kostní
fyziologie (10 - Frost 1996, 11 - Frost 1997,
23 - Jee 2000). Podle tohoto vzoru mají
mechanické faktory dominantní kontrolu
biologických mechanismů, které dohlížejí
na změny kostí a pojiva v postnatálním
období. Nemechanické agens (např.
hormony, vitamin D, růstové faktory,
cytokiny, genetické vlivy, pohlaví aj.)
mohou podporovat nebo zabraňovat vlivu
mechanických faktorů, působících na
osteoblasty a osteoklasty, ale nemohou je
nahradit. Utah paradigm objevuje dříve
skrytou tkáňovou úroveň ( hladinu,
„dimenzi“ či rozměr) kostní fyziologie.
Kosti se přizpůsobují zatížení vývojem
svého tvaru, vlastností, chování a své
mikrostruktury. Toto přizpůsobení se mimo
jiné projevuje anizotropií, která závisí u
kostní tkáně nejen na mechanických, ale
také na biochemických podmínkách.
Anizotropie je charakterizována odlišnými
mechanickými vlastnostmi v různých
směrech. Na rozdíl od většiny technických
hmot je anizotropie kostí vlivem jejich
adaptivního mechanismu závislá na směru
převládajícího místního namáhání, a proto
se značně mění s místem (62 - Sobotka
1994).
Reaktivitou kostní tkáně na vnější
zatížení se experimentálně v devadesátých
letech zabýval Petrtýl et al. (51 - Petrtýl a
Danešová 1998, 52 Petrtýl a Danešová
1998). Z provedených experimentálních
měření a numerických analýz kortikální
kosti lidského femuru je patrné, že během
remodelace kostní tkáně vždy existuje
velmi úzká vazba mezi mechanickým
zatížením, dominantním hlavním napětím,
orientací struktury a jejími elastickými
vlastnostmi. Struktura je orientována tak,
aby přenášela vždy relativně největší a
současně nejčetnější, avšak fyziologicky
přípustná, tlaková nebo tahová napětí se
zřetelem k minimalizování, eventuelně
vyloučení napětí smykových v hlavních
směrech struktury. Petrtýl v roce 1988
prokázal, že remodelace kostní tkáně vždy
spěje ke stavu koincidence tří hlavních
směrů, tj. hlavního směru anizotropie,
hlavního směru struktury (osteonů) a směru
prvního dominantního hlavního napětí (48
Petrtýl 1994).
V 2. polovině 90 let Petrtýl et al. na
základě syntézy poznatků biologických,
biochemických, biomechanických a
termodynamických zcela originálně
exaktně vyjádřili podstatu dvou základních
fází kostní remodelace (I. fáze - resorpce
kostní tkáně, II. fáze - procesy novotvorby
vysokomolekulární kolagenové matrice a
její mineralizace), její rychlost, závislost na
velikosti mechanického zatížení, závislost
časových změn jednotlivých substrátů,
podmínky vzniku stacionárních stavů a
rychlostních konstant biochemických
reakcí. Definoval remodelační procesy na
základě originálních stechiometrických a
kinematických rovnic. Aplikace
biotermodynamických zákonitostí
(platnost zákona zachování hmotnosti
atomů při probíhajících chemických
reakcích /29 - Maršík 1998/) umožnila
integrovat úspěšně biomechanické účinky s
procesy biochemickými, a tak
determinovat proces vzniku nové remodelované kompozitní struktury se
zřetelem k mechanickým zatěžovacím
účinkům (51 - Petrtýl a Danešová 1998, 52 Petrtýl a Danešová 1998, 53 Petrtýl 1999).
V další studii Petrtýl s Danešovou
formulovali obecnou teorii remodelace
kostní tkáně (54 - Petrtýl a Danešová 1999,
55 - Petrtýl a Danešová 2000), kde
remodelace je biomechanochemický
proces charakterizovaný jako difusní forma
transportu molekulárních směsí
(vztažených k elementárnímu
mikroobjemu). Obecná teorie remodelace
definuje slabě stacionární stavy a
biochemické procesy v interstacionárních
obdobích, charakterizuje podmínky
vzniku, funkční stability a zániku kostní
tkáně (v jejím objemovém elementu). V
práci jsou exaktně definovány slabě
stacionární stavy a poprvé jsou exaktně
definovány hodnoty bifurkačních
parametrů při nichž dochází k porušení
slabě stacionárních stavů. Obecná teorie je
v souladu s klinickými poznatky o dobách
jednotlivých remodelačních etap v kostní
tkáni (46 - Parfitt 1983) a s biochemickými
procesy probíhajícími při funkční adaptaci
abnormální kostní tkáně.
159
5.3. Patologická biomechanika
pohybového aparátu
Patobiomechanika se zabývá
patologickými stavy, které se projevují jak
změnami geometrických a mechanických
vlastností skeletu, tak strukturální
konfigurace kostní tkáně. Tyto změny jsou
důsledkem abnormálních biochemických
charakteristik základních komponent
kostní tkáně (na podkladě molekulárně
genetických vlivů) a muskuloskeletálních a
neuronálních interakcí. V této kapitole jsou
rozebrány současné biomechanické
poznatky o deformitách skeletu a
remodelaci pozorované u kostních
dysplazií, na které pohlížíme jako na
experimentální modely Přírody.
Kostní dysplazie (KD) jsou v užším
slova smyslu nazývané
osteochondrodysplazie (OCHD). Jedná se
o rozsáhlou heterogenní skupinu dědičných
poruch metabolismu chrupavčité, kostní a
vazivové tkáně. Termínem dysplazie
(dysplasia = disordered growth) se
označuje symetrická porucha vývoje celé
kostry. Ke změnám geometrických a
mechanických vlastností skeletu a
strukturní konfigurace kostní tkáně dochází
za patologických stavů vlivem
abnormálních biochemických
charakteristik na podkladě molekulárně
genetických vlivů a funkční adaptace kostí.
Jinými slovy fenotyp (klinickoantropologicko-radiologická
symptomatologie nebo charakteristika)
jednotlivých nozologických jednotek KD je
výsledkem geneticky předurčené systémové
patologické funkční adaptace skeletu (na
které se uplatňují různou měrou
biomechanické, biochemické a neurogenní
patomechanismy). Kostní dysplazie se
vyznačují zpravidla krátkou nesouměrnou
160
postavou, abnormalitami tvaru lebky,
hrudníku, obratlů, pánve a
disproporcionálními zpravidla
deformovanými dlouhými kostmi končetin
s různě závažnou poruchou funkce kloubů
končetin a páteře. Některé KD se vyznačují
kloubní hyperlaxicitou a hypotonií, což
kromě porušené fyziologické osy
končetiny významně spolupůsobí při
vzniku preosteoartrózy. Častější poruchy
duševního vývoje se také nežádoucím
způsobem uplatňují při komplexní péči o
tyto postižené (33 - Mařík et al. 1994).
Průměrná incidence raritně se
vyskytujících OCHD se uvádí 0,30 - 0,45 :
1000 živě narozených dětí (13 - Hagenäs
1996).
Za sedmileté období existence
pohybového aparátu v Praze autoři
diagnostikovali 58 nosologických jednotek
u souboru 271 pacientů s kostními
dysplaziemi (Tabulka 1 v kapitole
Osteochondrodysplazie). Biomechanické
studie byly a jsou prováděny na základě
klinicko-antropologicko-radiologického
vyšetření, chirurgických pozorování a
zkušeností získaných při chirurgickém i
ortotickém léčení.
Biomechanické studie byly zaměřeny na
vysvětlení patogeneze vzniku
patologického zakřivení femuru do tvaru
pastýřské hole, patologických změn
průřezů kostí a dřeňového kanálu a
nedokonalé kompenzace zakřivení
dlouhých kostí bočným posunem. Na
základě studia souboru pacientů a
zkušeností s ortotickým a chirurgickým
léčením dětí s kostními dysplaziemi
objasnil Z. Sobotka a I. Mařík
patofyziologické a patobiomechanické
mechanismy, jejichž výsledkem jsou
pozorované skeletální deformity a
formulovali deformačně-reologickou
teorii remodelace (63 - Sobotka a Mařík
1994, 64 - Sobotka a Mařík 1995).
1. Zakřivení femuru do tvaru pastýřské
hole vzniká u těžkých typů osteogenesis
imperfecta obr. 6a,b,c,d, ale i u
osteoektazie s hyperfosfatazií nebo
fibrózní dysplazie. Na femur ve stoje
působí značný tlak, ale vlivem excentrické
polohy kyčelního kloubu k němu přistupuje
ohyb a dále se projevuje smyk a kroucení
zvláště v krčku. Samotný ohyb by vyvolal
na straně anterolaterální tah a na straně
posteromediální tlak.
Zvedneme-li při chůzi nohu (stoj na
jedné noze), působí tíha těla nad kyčelním
kloubem a tíha zvednuté dolní končetiny na
poměrně velkých ramenech ve srovnání se
značně krátkým ramenem tahové síly
středního a malého hyžďového svalu u
kyčelního kloubu dolní končetiny, která
zůstává na zemi. Statický moment tahové
síly těchto svalů vyrovnává momenty
svislé tíhy a zabraňuje, aby člověk nepadal
na stranu zvednuté dolní končetiny. Na
femur působí tahové síly musculus gluteus
medius et minimus podle principu akce a
reakce tlakem, který se sčítá s uvedenou
tíhou, takže tlaková síla ve femuru se rovná
trojnásobku až pětinásobku příslušné tíhy.
Navíc ohybový moment odpovídající
účinku vlastní tíhy je redukován opačným
momentem tahových sil svalů. Proto při
relativně velkém tlaku je v tomto případě
femur namáhán jen napětím tlakovým,
které však vlivem kombinace s ohybem
vzrůstá z menších hodnot na straně
anterolaterální k větším tlakovým účinkům
na straně posteromediální, jak je
znázorněno na obr. 7a.
Jiné podmínky jsou při stoji na obou
nohou. Ohyb zde může převládnout značně
Obr. 7a,b. Rozmístění tlakových a tahových účinků
ve femuru na straně anterolaterální a posteromediální
při stoji na jedné noze - obr. 7a a při stoji na obou
nohou - obr. 7b. Obr. 7a. Průběh normálových napětí
v posteromediální a anterolaterální stěně diafýzy
femuru vyvolaných účinky normálových sil a
ohybových momentů. Vzhledem k přítomnosti
nomálových sil jsou normálová napětí v obou stěnách
diafýzy femuru téhož znaménka (tj. záporná).
O b r. 7 b . P r ů b ě h n o r m á l o v ý c h n a p ě t í v
posteromediální a anterolaterální stěně diafýzy
femuru vyvolaných účinky ohybových momentů.
Vzhledem k přítomnosti pouze ohybových momentů
jsou normálová napětí v anteroratelární stěně diafýzy
femuru tahová (se znaménkem plus) a v
posteromediální stěně tlaková (se znaménkem minus).
161
Obr. 6a,b. Zakřivení femuru do
tvaru pastýřské hole u 6 leté
pacientky s osteogenesis imperfecta
III. typu. Femur je vybočen
anterolaterálním směrem.
Obr. 6e dentinogenesis imperfecta.
Obr. 6c. RTG levého femuru ukázalo širokou diafýzu, která
je typická pro autosomálně recesivní typy OI (tzv. tubulární
tvar dlouhé kosti). V rozsahu maximální konvexity femuru
není prokazatelná dřeňová dutina, což bylo ověřeno při
operaci - vlevo.
Obr. 6d. RTG levého femuru za 6 měsíců po segmentární
osteotomii a nitrodřeňové fixaci podle Küntschera.
162
nad tlakem, takže na straně anterolaterální
nastává tah a na posteromediální tlak, jak je
znázorněno na obr. 7b. Tělo se instinktivně
brání vlivu excentricit a působení ohybu. Je
to např. při stoji v pohovu, kdy se výsledná
tíha těla přenáší převážně dostředně na
jednu dolní končetinu nebo u oboustranné
vrozené luxace kyčlí, ale také u
osteogenesis imperfecta, kde se
insuficience musculus gluteus medius et
minimus projevuje kachní chůzí, protože je
střídavě téměř dostředným způsobem
namáhána pravá a levá dolní končetina. Ve
femuru zvednuté dolní končetiny působí
vlivem její vlastní tíhy tah s ohybem a toto
namáhání přechází při přednožení do
vodorovné polohy v prostý ohyb v rovině
sagitální. Působením ohybu a zevní rotace
dochází často u osteogenesis imperfecta,
fibrózní dysplazie a osteoektazie s
hyperfosfatazií k zkřivení femuru do tvaru
tzv. pastýřské hole - obr. 6a,b,c.
2. Patologické změny průřezů kostí a
dřeňového kanálu
Při peroperačním pozorování změn
průřezů diafýz typicky zakřivených femurů
(anterolaterální bowing deformita
pastýřské hole) a tibií (anteromediální
bowing šavlovité defomity) bylo u dětí i
mladých dospělých s osteogenesis
imperfecta zjištěno zužování a mizení
dřeňové dutiny a její posunutí směrem k
vrcholu zakřivení. Průřez zakřivených kostí
zde bývá uspořádán do tvaru jakéhosi
trojúhelníka se zakřivenými stranami (32 Mařík et al. 1992) - obr. 8a,b. U kosti
namáhané mimostředně a prohnuté vlivem
ohybu je na konkávní straně základna
křivostranného trojúhelníka, kde je více
kostní hmoty a na protilehlé straně je jakýsi
vrchol. Při současném namáhání tlakem a
Obr. 8a,b,c,d. Průřez zakřivené kosti, mizení dřeňové
dutiny a lichoběžníkové rozložení napětí.
ohybem se na konkávní straně sčítají
tlaková napětí účinkem ohybu a
dostředného tlaku. Na konvexní straně se
naopak od tlakového napětí odečítá tahové
napětí účinkem ohybu. Výsledkem je buď
menší tlakové napětí nebo napětí tahové,
jek je znázorněno na obr. 8c a 8d. Výsledné
napětí je menší, a proto zde není třeba
takové množství a taková pevnost kostní
tkáně jako na straně konkávní, kde se
účinky dostředného tlaku a ohybu sčítají.
Při osteogenesis imperfecta se dřeňová
dutina zmenšuje nebo dokonce i vymizí,
jak se ukázalo při radiologickém a
perooperačním vyšetřování pacientů. I.
Mařík zjistil při provádění segmentárních
osteotomií zajímavou skutečnost, a to že i v
zužující se dřeňové dutině zůstává až do
jejího vymizení normální kostní dřeň.
Zužování a mizení dřeňového kanálu je
způsobováno těmito příčinami (63 Sobotka a Mařík 1994):
a) při zhoršených mechanických
vlastnostech kostí se projevuje jejich
adaptace pro přenášení zatížení vzrůstem
průřezové plochy, který odpovídá poklesu
napětí.
b) úbytek modulu pružnosti je podstatným
způsobem kompenzován přírůstkem
průřezové plochy. Tyto změny průřezu ale
přispívají jen omezeně k odporu kosti vůči
ohybu a kroucení, protože maximální
ohybová napětí se vyskytují v zevních
163
vrstvách průřezu a největší smyková napětí
účinkem kroucení jsou na obvodě průřezu.
c) kostní dřeň v diafýze je méně aktivní.
Tato skutečnost také odpovídá vývoji s
věkem, kdy červená dřeň zde postupně mizí
a je nahrazována neaktivní žlutou tukovou
dření. V případech mizení až vymizení
dřeňového kanálu chybí tlumivé účinky
kostní dřeně zejména při ohybu a smyku.
Analogický jev nastává při ohýbání hadice
naplněné vodou, která je na obou koncích
uzavřená.
d) vlivem zakřivení kosti při deformitách
působí na stěny kosti příčné tlaky, které
stlačují k sobě obě části duté kosti.
Analogický jev nastává při ohýbání trubky
nebo hadice. Příčný tlak vzrůstá přitom se
zakřivením kosti.
Při klinickém a radiologickém
vyšetřování diafýz dlouhých kostí pacientů
s osteogenesis imperfecta byla pozorována
excentrická poloha zmenšující se dřeňové
dutiny, která byla posunuta směrem ke
konvexní straně ohnutých kostí. Při značné
konvexitě diafýzy (například deformita
femuru do tvaru pastýřské hole obr. 6a,b,c
nebo šavlovitá deformita tibie) dřeňová
dutina skoro vždy vymizí - obr. 9a. Tento
jev je způsoben růstem kostní tkáně na
konkávní posteromediální části femuru a
na posterolaterální části tibie, kde působí
značně vyšší tlakové napětí než při
konvexních stranách, jak bylo uvedeno na
obr. 8c a 8d (63 - Sobotka a Mařík 1994).
Plausibilní teorii příčinného
mechanismu osteogenesis imperfecta
uveřejnil H. M. Frost (9 - Frost 1987). Frost
rozlišuje modelaci a remodelaci, protože
při stejném stimulu odpovídají odlišně.
Například zvýšená modelace zvětšuje
zevní průměr kosti a sílu kortikalis. Naopak
zvýšená remodelace zvyšuje úbytek
trabekul spongiózy a kortikoendosteální
kosti. Modelace kontroluje uspořádání a
velikost kompaktní kosti a diafýzy,
remodelace kontroluje kostní obrat
s p o n g i ó z y a k o m p a k t y, o b m ě n u
mineralizované chrupavky a primární
spongiózy a rovnováhu trabekulární a
kortikoendosteální kosti. Frost definoval
minimální efektivní signál (MES) jako
rozmezí deformací, jež odděluje přijatelné
od nadměrného nebo biomechanicky
triviální bezvýznamné od netriviálního
významného. Na schématu 1A je zakreslen
fyziologický stav remodelace a na
schématu 1B patologická remodelace
změna odpovědi mechanoreceptorů u
Obr. 9a,b,c. Příčné řezy diafýzou stehenní kosti u dospělé pacientky s osteogenesis imperfecta III. typu. Obr. 9a úplné vymizení dřeňové dutiny ve středu diafýzy kostní tkáň je velmi tvrdá sklerotická (peroperační nález).
Obr. 9b - příčný řez v diametafyzární úrovni, kde je dosud zachovalá krvetvorná červená kostní dřeň, průřez kostí
zde má nepravidelný trojhranný tvar. Obr. 9c - periostální „rukáv“ důležitý pro revitalizaci segmentů resekované
diafýzy.
164
Schéma 1A. Fyziologický stav remodelace.
Schéma 1B. Patologická remodelace snížení
sensitivity mechanoreceptorů u
hyperparathyreoidismu nebo hypoestrogenního stavu
v menopauze má za následek osteoresorbci v méně
zatěžovaných oblastech skeletu (podle 9 - Frost 1987 a
28 - Marroti 1996).
hyperparathyreoidismu nebo
hypoestrogenního stavu v menopauze
modifikováno podle Frosta a Marrotiho (9 Frost 1987, 28 - Marroti 1996). Zvýšená
prahová hodnota MES způsobuje, že pro
modelaci je třeba poměrně velkých
přetvoření. To znamená, že při normální
hodnotě MES nedochází k modelaci a
remodelaci a převažuje resorpce. Podle
Wienera (cit. sec. 9 - Frost 1987) různé typy
signálů mohou kontrolovat systémy
zpětnou vazbou. Zpětnou vazbu lze
aplikovat i na remodelaci. Nadprahové
hodnoty vyvolají remodelaci, která mění
velikost a tvar rostoucích kostí, šlach,
ligament a fascií takovým způsobem, že
jejich nové mechanické napětí (deformace)
vrací jejich přetvoření k prahovým
hodnotám. Vrozeně zvýšená hodnota MES
působí negativně při vývoji pojivové tkáně
je příčinou hypoplazie vazivové i kostní
tkáně, nedostatečné korekce deformit
bočným posunem a pod. a může být dosud
nerozpoznaným základním
patomechanismem vzniku kostních
dysplazií se sníženou kostní hustotou, kam
se řadí osteogenesis imperfecta, juvenilní
idiopatická osteoporóza, osteoporóza s
pseudogliomem, homocystinurie aj.
Jiným mechanismem funkční
patoadaptace je zvětšení průřezů dlouhých
kostí subperiostální apozicí kostní tkáně při
jejich vnějším povrchu. V některých
případech dochází současně k rozšíření
dřeňového kanálu, jak bylo pozorováno u
některých kostních dysplazií s defektní
mineralizací, například u hypofosfatemické
křivice, hypofosfatazie, (ale i u osteoektazie
s hyperfosfatazií, floridní křivice, renální
hyperazotemické osteodystrofie a
některých typů mukopolysacharidóz a
oligosacharidóz). Tímto mechanismem se
zvyšuje odolnost kostí nejen vůči tlaku a
tahu, ale také v ohybu a kroucení, kdy
největší napětí (namáhání) působí při
zevním okraji průřezu dlouhých kostí (63 Sobotka a Mařík 1994).
3. Nedokonalé kompenzace zakřivení
dlouhých kostí bočným posunem
Zatěžování kostí, které střídavě
způsobuje jejich přetváření zkracováním a
prodlužováním má velký význam pro
apozici a resorpci kostní tkáně v souvislosti
s funkční adaptací - remodelací kostí, která
se projevuje zvýšením jejich pevnosti
vlivem zvýšeného proměnlivého namáhání
a jejím poklesem při imobilizaci. Proměnné
namáhání způsobuje, že kost je silnější,
tužší, pevnější a hustší. Naproti tomu skelet
osoby dlouhodobě upoutané na lůžko je
ohrožen zlomeninami pro nedostatečnou
pevnost a adaptabilitu kostní tkáně v
důsledku osteoporózy z inaktivity, jak jsme
často pozorovali u dětí s osteogenesis
imperfecta dlouhodobě upoutaných na
lůžko při frakturách femuru (35 - Mařík a
165
Sobotka 1997).
Jsme si vědomi, že aplikujeme
mechanismy adaptace pojivových tkání,
zjištěné u normální kostní tkáně zdravých
jedinců, na kostní tkáň biochemicky
odlišnou, kde předpokládáme i jiné vrozeně
modifikované reakce osteoblastů a
osteoklastů v kvalitativním i kvantitativním
smyslu. Morfologická a funkční
diferenciace osteoblastů a osteoklastů je
extrémně složitý proces, na kterém se
podílejí vedle hormonů, růstových faktorů
a vitaminů především cytokiny. Cytokiny
jsou jsou somatickými buňkami
sekretované informační a regulační
molekuly. Jsou to polypeptidy, proteiny i
jejich glykosylované formy, které
autokrinně, epikrinně a endokrinně mají
významné působení na fyziologické funkce
produkčních nebo sousedních buněk
organismu, na morfogenezi a na udržení
homeostázy celého organismu. Již v
pikomolárních a nanomolárních
koncentracích regulují mnohé funkce
jiných buněk (např. proliferaci, migraci,
syntetickou aktivitu včetně produkce
dalších cytokinů), ale i degradační
pochody. Cytokiny mají společné buněčné
zdroje a jsou řazeny do skupin převážně
podle jejich buněčného původu a funkce,
jak charakterizují názvy růstových faktorů
(epidermální, fibroblastové, nervové),
faktorů stimulujících kolonie krevních
buněk nebo nádory nekrotizující faktory.
Heterogenita je charakteristická i pro
skupinu interleukinů, kterou spojují nikoliv
obdobné funkce, ale identifikace jejich
primárních struktur a izolace cDNA (57 Pohunková 1996, 73 - Šterzl 1999).
U obrovského množství
nozologických jednotek kostních dysplazií
není dodnes známá etiopatogeneze, která je
komplikována pleiotropismem a
166
problémem genetické heterogenity.
Molekulární analýzou byla prokázána
heterogenní etiopatogeneze u vrozených
chorob kolagenu, kam patří i osteogenesis
imperfecta. Příčinou jsou mutace genů
COLlAl a COL2A2, které kódují l. a 2. typ
kolagenních řetězců (59 - Prockop 1992).
Tyto mutace jsou příčinou výskytu III. typu
kolagenu v kostní tkáni u některých případů
osteogenesis imperfecta (69 - Sokolov
1992). Důsledkem je pak porucha
biomechanických vlastností skeletu.
V závislosti na patologických
biologických vlastnostech kostní tkáně
(spolu s různě vyjádřeným
disproporcionálním retardovaným růstem
jednotlivých segmentů končetin) dochází k
nedostatečné kompenzaci mechanických
vlastností skeletu zužováním a mizením
dřeňové dutiny, jak jsme pozorovali u
pacientů se sníženou kostní hutnotou např.
u osteogenesis imperfecta, ale i u pacientů
se zvýšenou kostní hutnotou tzv.
sklerozujících kostních dysplazií např. u
osteopetrózy recesívního typu, u
Melnickova-Needlesova syndromu,
kraniometafyzární dysplazie a dalších (4 Beighton a Cremin 1980). Průřez kostí se
přitom zvětšuje a tím se vyrovnává snížená
odolnost kostí vůči přetváření nebo snížená
schopnost kostní tkáně přenášet zatížení.
Namáhání kostí je značně ovlivněno
excentricitami zatížení, které vyvolávají
ohyb. Při mimostředném zatížení se
dřeňová dutina posouvá do oblasti menších
napětí. Vlivem ohybu se patologické kosti
ohýbají a vzniká tak v extrémním případě
deformita femuru ve tvaru pastýřské hole a
šavlovitá deformita tibie. Zakřivení
ohnutých kostí se v období růstu vyrovnává
remodelací tzv. bočným posunem, a to
aposicí kostní tkáně na konkávní straně a
resorpcí na straně konvexní. Tento
mechanismus je však u deformit dlouhých
kostí dětí s osteogenesis imperfecta
nedostatečný.
U jiných kostních dysplazií se kromě
disproporcionální retardace růstu často
pozoruje zakřivení a zkroucení dlouhých
kostí, které nabývají tubulární tvar.
Resorpce na konvexním povrchu v
metafýzách a apozice na konkávním
povrchu v střední části diafýzy se zřejmě
uplatňuje při modelaci dlouhých kostí. S
touto patologickou remodelací se
setkáváme například u již zmíněné
hypofosfatemické křivice a jiných forem
vitamin D rezistentní křivice (také u renální
h y p e r a z o t e m i c k é o s t e o d y s t ro f i e ) ,
hypofosfatázie, pachydermoperiostózy,
osteoektazie s hyperfosfatázií, infantilní
kortikální hyperostózy aj., kdy dochází k
subperiostálnímu ukládání (apozici) kostní
tkáně při vnějším obvodu diafýzy a v
některých případech dochází současně k
rozšíření dřeňového kanálu. Tímto
mechanismem se zvětšuje odolnost kostí
nejen vůči tlaku a tahu, ale také vůči ohybu
a kroucení.
Dalším mechanismem je
předpokládaný geneticky determinovaný
(naprogramovaný) šikmý růst kosti do
délky z epifýzové ploténky (růstové
chrupavky) ve směru silové výslednice
(rezultanty), který je příčinou varózního
zakřivení femurů a tibií ve frontální rovině
jak jsme pozorovali u metafyzární
chondrodysplazie typ Schmid,
dyschondroosteózy Leri-Weil a některých
typů mezomelické dysplazie, u
epimetafyzární dysplazie s minimálním
postižením páteře aj.
U výše uvedených KD s působením
excentrického zatížení vyvolávajícího
ohyb souvisí varózní ohnutí femurů a tibií
ve frontální rovině, kde se však vždy
uplatňuje ještě jistý stupeň kroucení,
vedoucí k malpozici kyčelních, kolenních a
hlezenných kloubů.
Kombinace zmíněných
patomechanismů kostní remodelace
(zakřivení a zkroucení) lze pozorovat také u
diastrofické dysplazie, metatropické
dysplazie, pseudoachondroplazie a jiných
spondyloepimetafyzárních
osteochondrodyplazií, kde předpokládáme
či jsme prokázali zvýšení kostního obratu
(např. pseudoachondroplazie,
hypofosfatázie, hypofosfatemická křivice
aj. /38 - Mařík et al. 2000/).
Odlišný mechanismus vede ke vzniku
varózní deformity tibie u Blountovy
choroby, která se vyskytuje jednostranně
ale i oboustranně. Na RTG snímku tibie je
patrná porucha růstu lokalizovaná do
oblasti mediální poloviny proximální
epifýzové ploténky, která se projevuje již v
předškolním věku (rozlišuje se 6
vývojových typů podle věku). Deformita
často recidivuje po lege artis provedené
korekční osteotomii. Velmi dobré výsledky
dosáhl Vukašinovič et al. (1996) u
nejtěžších vývojových poruch se šikmou
mediální oblastí plateau tibie
kombinovaným výkonem elevace
tibiálního plateau kostním autoštěpem z
lopaty kyčelní a vysoká valgizační
osteotomie tibie. V další etapě byla
provedena epifýzeodéza laterální části
růstové chrupavky proximální tibie a
proximální fibuly. V některých případech
lze s úspěchem deformitu korigovat
distrakční epifýzeolýzou proximální tibie
pomocí zevního fixátoru kruhového. V
časných stadiích je korekce varózní
deformity proximálních bérců možná i
ortézami s vysokým ohybovým předpětím
(poznámka autora).
Varozitu bérců u achondroplazie v
167
oblasti proximální metafýzy tibie
způsobuje zřejmě relativní přerůst fibuly,
který jsme opakovaně prokázali RTG
vyšetřením. Relativním přerůstem fibuly
vyjadřujeme biomechanicky závažnější
retardaci růstu tibie než fibuly.
Metodou volby u biomechanicky
závažné varozity je korekce spojená s
prolongací pomocí zevních fixátorů anebo
prostá resekce segmentu kosti z distální
čtvrtiny diafýzy fibuly a následné ortotické
léčení s využitím ortéz s vysokým
ohybovým předpětím podle Maříka (40 Mařík a Kozlowski 1998).
Růstová retardace kombinovaná s
porušenou modelací metafýz a tubulárním
tvarem diafýz a charakteristicky změněný
tvar obratlových těl se prokazuje v
růstovém období u postižených
mukopolysacharidózami a mukolipidózami
(nověji oligosacharidózy). Typický RTG
obraz, který je nazýván dysostosis
multiplex, je způsoben nadměrným
střádáním glykosaminoglykanů (dříve
kyselých mukopolysacharidů) uvnitř
buněčných lysosomů, což se prokazuje
histologickým, histochemickým a
elektonmikroskopickým vyšetřením
chondrooseální tkáně. U všech typů
oligosacharidóz se nalézají podobné změny
v chondrocytech klidové chrupavky, které
jsou zvětšené a obsahují v cytoplasmě
vakuoly lysosomů naplněné metabolity
proteoglykanů (34 - Mařík et al. 1994).
Kostní dysplastické změny jsou
kvalitativně podobné u všech
mukopolysacharidóz i oligosacharidóz, liší
se jen kvantitativním vyjádřením (70 Spranger et al. 1974).
Patobiomechanické příčiny mají i
deformity končetin u některých
končetinových a kombinovaných anomálií.
V tomto případě, i u jiných hypoplazií
končetin, předpokládáme tvarové a
strukturní uspořádání jako u kostí
zdravých. Například angulace diafýzy tibie
ventromediálním směrem u komplexu
f e m u r- f i b u l a - u l n a j e n e p o c h y b n ě
způsobena jako tětiva působícím fibrokartilaginózním pruhem v oblasti RTG
nekontrastní fibuly (obr.10 a,b,c). Jeho
resekce v kojeneckém věku vede k
Obr.10a,b,c,d. Komplex femur-fibula-ulna vpravo. Obr. 10a. RTG snímek dolních končetin v předozadní
projekci. Obr. 10b. RTG snímek bérce v bočné projekci ventromediální angulace diafýzy tibie, na konkávní
posterolaterální straně diafýzy tibie je patrno výrazné ztluštění kortikalis. Obr. 10c. Dolní končetiny kojence - nad
konvexitou hypoplastické angulované tibie je přítomen typický kožní důlek. Biomechanickou příčinou deformity
bérce je jako tětiva působící RTG nekontrastní fibro-kartilaginózní pruh v oblasti fibuly. Obr. 10d. Remodelace a
částečné vyrovnání osy tibie za 2 roky po resekci vazivového pruhu.
168
napřímení osy tibie za 1-2 roky po operaci,
aniž bychom provedli klínovitou
osteotomii tibie (obr. 10d). Jiným
příkladem funkční kostní adaptace je
částečná aplazie či hypoplazie tibie, kdy
dochází k tzv. tibializaci fibuly, která je
místo tibie zatěžována střídavým tlakovým
napětím (hmotností těla při chůzi a stání)
(60 - Smrčka et al. 1998).
Normálně probíhající remodelaci
diafýz dlouhých kostí podle mechanismů
zjištěných u pojivových tkání zdravých
jedinců jsme pozorovali v kostních
regenerátech při prodlužování dlouhých
kostí kompresně-distrakční metodou
kalotaxí podle Ilizarova u dětí s
achondroplazií, metafyzární dysplazií typu
Schmid, hypofosfatemickou křivicí i u
Turnerova syndromu. Obr. 11a,b
dokumentuje kvalitní kostní regenerát v
proximální krajině femuru u 15 letého
chlapce s achondroplazií 4 měsíce po
skončení prolongace o 10 cm. V průběhu
hojení distrahovaných svalků jsme
rentgenologicky prokazovali kortikalizaci
a tubularizaci kostních regenerátů, ale i
zesílení na konkávní straně regenerátu při
dislokaci fragmentů ad axim u pacientů s
achondroplazií. Mineralizace, osifikace i
remodelace probíhala přibližně ve stejném
časovém sledu jako při prodlužování
dlouhých kostí zdravých dětí v závislosti na
dodržení zákonů kostní remodelace a
regenerace. Kortikalis se remodeluje do
nového rovnovážného stavu, který je v
každém bodě (na makroúrovni)
charakteristický koincidencí prvního
hlavního směru anizotropie se směrem
prvního dominantního hlavního napětí a
hlavním směrem materiálu, tj. populací
Obr. 11a. Kvalitní kostní regenerát délky 10 cm v proximální krajině levého femuru u 15-letého chlapce s
achondroplazií. Obr. 11b. RTG snímek obou femurů v předozadní projekci vlevo 1 rok po odstranění ZF, vpravo
již osifikovaný kostní regenerát 2 měsíce po ukončení prolongace (ZF Poldi 7).
169
podélných os osteonů (48 - Petrtýl 1994, 49
- Petrtýl 1995). Intenzita metabolické
aktivity závisí nejenom na prokrvení, ale i
na funkčním zatěžování prodlužované
k o n č e t i n y. H i s t o l o g i c k ý m a
histochemickým vyšetřením byla
prokázána v kostních regenerátech
prodlužovaných kostí tzv. svazkovitá kostní
tkáň (bundle bone) jak u dětí s hypoplazií
jedné dolní končetiny (např. komplex
femur-fibula-ulna), kde předpokládáme
stejné biochemické a biomechanické
vlastnosti kostní tkáně jako na
kontralaterální zdravé končetině, tak u
pacientů s achondroplazií (58 - Povýšil et
al. 1994).
Ry c h l é h o j e n í m n o h o č e t n ý c h
osteotomií bylo zjištěno u skupiny dětí s
osteogenesis imperfecta, kde
mezifragmenty byly zcela devitalizovány a
úplná remodelace diafýz dlouhých kostí
byla zjištěna jak rentgenologicky tak při
reoperacích. Úplná remodelace
peroperačně devitalizované kostní tkáně
byla prokázána za 6 - 12 měsíců po operaci
v závislosti na „izoelastické“ fixaci,
funkčním proměnlivém namáhání, věku
dítěte a zřejmě i na typu syndromu vrozené
kostní lomivosti. Příčinou častých
reoperací byly komplikace vzniklé za
různou dobu po výkonu nejčastěji v
důsledku anizoelasticity mezi kostní tkání a
použitým osteosyntetickým materiálem
(35 - Mařík a Sobotka 1997).
4. Deformačně-reologická teorie
remodelace (63 - Sobotka a Mařík 1994, 64
- Sobotka a Mařík 1995).
Tvar, struktura i biomechanické a
bioreologické vlastnosti kostí mohou být
ovlivněny patologickými projevy kostních
dysplazií v různých stupních. Výsledky
klinického a radiologického vyšetřování a
170
pozorování při chirurgických výkonech nás
přesvědčili o široké variabilitě různých
projevů kostních dysplazií, jak co do druhu,
původu a stupně postižení kostí. Proto
tvarové a strukturní uspořádání
patologických kostí odpovídá v různě
omezené míře charakteristickým znakům
kostí zdravých. Také funkční adaptace remodelace patologické kostní tkáně
zachovává v různé úrovni některé základní
zákonitosti remodelace normální kostní
tkáně. Srovnávání charakteristik kostí
zdravých a pochodů v nich s kostmi
patologickými vede k určování druhů a
stupňů postižení při kostních dysplaziích.
Funkční adaptace - remodelace kostní
tkáně u jedinců s kostními dysplaziemi, i
když je v řadě případů omezena, se řídí do
jisté míry zákonitostmi, které platí pro kosti
zdravé. Závisí primárně na deformačních
stavech (přetvořeních) v kostech a následně
na biochemických a patobiochemických
procesech (vrozených i získaných). Podle
výsledků pozorování i vyšetřování jsme
dospěli k deformačně reologické teorii
remodelace kostí. Podle ní závisí stupeň a
intenzita remodelace kostí na změnách
jejich přetvoření. Přitom se uplatňují nejen
pružné vlastnosti kostí, ale i vlastnosti
vazkopružné, které jsou podmíněny
přítomností kolagenních vláken,
proteoglykanů a tekutin. Vazkopružné
vlastnosti způsobují dopružování kostí.
Pružné změny jsou krátkodobé a nastávají
okamžitě při zatížení a odlehčení kostí.
Vazkopružné změny se projevují jednak po
zatížení, kdy přetvoření asymptoticky
vzrůstá s časem a jednak po odlehčení, kdy
přetvoření s časem postupně doznívá. Při
stálém (neměnném) a dlouhodobém
zatížení se kostní tkáň chová jako
vazkopružný materiál. Deformace
(přetvoření) kostní tkáně způsobené
kde Eo je modul pružnosti kostní tkáně,
E je modul vazkopružného přetvoření kostní
tkáně,
l je součinitel vazkosti,
eo je počáteční přetvoření v čase t = 0.
D0 je počáteční napětí (konstatní zatížení).
Obr.12. Namáhání a přetvoření vazkopružné kostní
tkáně v čase.
střídavým proměnným namáháním může
být vyjádřena sumou okamžitých
elastických deformací a vazkopružného
(viskoelastického) přetvoření kostní tkáně,
které závisí na čase (obr. 12)

 Et
E
1 t
 

 e      e  d   0  0 
E0 
E0
 0
kde Eo je modul pružnosti kostní tkáně,
E je modul vazkopružného přetvoření kostní
tkáně,
l je součinitel vazkosti,
eo je počáteční přetvoření v čase t = 0.
Rychlost vazkopružného přetvoření je dána
rovnicí:
d
1 d E

 e
dt E0 dt 
 Et

Et
E
 Et
1 t


  0 1
     e  d    0  0 e     t   0 e  
E0    
  t0


Z tohoto vztahu vyplývá, že přetvoření a
také intenzita remodelace se snižuje s
časem podle reciproční exponenciální
funkce (64 - Sobotka a Mařík 1995, 40 Mařík et al. 2000).
Vazkopružné změny jsou více obvyklé,
co do velikosti menší než změny pružné,
ale protože trvají mnohem delší dobu,
mohou mít pro rozsah remodelace větší
význam. Při osteopetróze,
charakterizované zvýšeným podílem
minerální složky v kostní tkáni, jsou kosti
tvrdé a křehké a jejich vazkopružné
vlastnosti jsou omezeny. Proto je omezena i
jejich remodelace. S tímto jevem se
setkáváme také u jedinců v pokročilejším
věku. Opačným způsobem je stimulována
abnormální remodelace kostí značně
měkkých např. při osteomalacii (křivici).
Deformačně reologická teorie remodelace
kostí, založená na změnách jejich
přetvoření, je do jisté míry ve shodě s
názorem, podle kterého závisí remodelace
kostí jen na přerušovaném zatěžování kostí,
kdežto účinek stálého zatížení se při
remodelaci neprojevuje (17 - Heřt 1990).
5. Biomechanická hypotéza degenerace
kloubní chrupavky etiopatogeneze
osteoartrózy
Poškození kloubní chrupavky (a
subchondrální kostní tkáně) jakéhokoliv
původu vede k porušení normální zátěžové
schopnosti tkáně a tím k poruše normální
lubrikace v kloubu.
Kloubní nekonkruence zvyšuje
171
působení zatížení na kloubní povrchy a
predisponuje k poškození - selhání
chrupavky. Vysoké kontaktní tlaky mezi
kloubními povrchy redukují kloubní
lubrikaci. Následkem jsou drsnosti
povrchů kloubů a další mikroskopické
koncentrace napětí, které jsou odpovědné
za další poškození chrupavčité tkáně.
Počátečním faktorem je rozvolnění
povrchové kolagenní sítě, což dovoluje
abnormální expanzi proteoglykanů výsledkem je snížení tuhosti chrupavky a
zvýšení její permeability (75 - Van Mow et
al. 1989).
Dědičné změny molekulární a
mikroskopické struktury kolagenu a
proteoglykanů matrix jsou příčinou
vrozené změny mechanických vlastností
chrupavčité tkáně a rozvoje sekundární
osteoartrózy. Dysplazie epifýz a kloubní
nekongruence se vyskytuje buď
samostatně jako např. u často
nediagnostikované mnohočetné epifyzární
dysplazie (typ Ribbing, Fairbank, Meyer
/31 - Mařík et al. 1984/ aj.), anebo současně
s postižením páteře jako např.
spondyloepifyzární dysplazie (typ tarda a
congenita). Nejzávažnější postižení skeletu
a kloubů je u spondylo-epi-metafyzárních
dysplazií (např. metatropická dysplazie,
diastrofická dysplazie,
pseudoachondroplazie aj.). Příčinou těchto
nosologických jednotek jsou dnes již
známé mutace genů pro kolagen II. typu
(alfa I řetězec), dále alfa 2 řetězce IX. typu
kolagenu a cartilage oligomeric matrix
proteinu (19. chromosom). Geneticky
předurčené deformity dlouhých kostí, jako
poruchy fyziologické osy (ve frontální a
sagitální rovině), poruchy torse), deformity
tvaru pastýřské hole, lahvovitý tvar
metafýz, tubulární forma diafýz včetně
malpozice velkých kloubů (porucha torse),
172
které jsou typické kromě výše uvedených
nosologických jednotek pro metafyzární
osteochondrodysplazie,
hypofosfatemickou křivici, hypofosfatazii,
osteogenesis imperfecta a spolu s
hypermobilitou kloubní (např. u
Marfanova a Ehlersova-Danlosova
syndromu a již zmíněných kostních
dysplazií) jsou dalšími
patobiomechanickými příčinami
osteoartrózy, která se v období růstu nazývá
preartrózou či preartrotickou dispozicí (37
- Mařík a Kuklík 1999). Obecně známou a
relativně častou příčinou kloubní
nekongruence kyčelních kloubů je vrozená
acetabulární dysplazie, morbus LegCalvePerthes a coxa vara adolescentium.
Dalšími příčinami jsou nitrokloubní
zlomeniny, stav po meniscektomii, po
ruptuře kolenních či hlezenných vazů,
opakovaný hemarthros (po úrazu, při
hemofilii aj.), záněty (u kolagenóz,
bakteriální záněty, specifické aj.). U všech
příčin tzv. sekundární osteoartrózy je
kloubní chrupavka nosných kloubů
porušována již při fyziologickém
(normálním) zatížení a pohybu.
6. Závěr
Remodelace kostní tkáně za
fyziologického i patologického stavu
probíhá po celý život lidského jedince v
limitních cyklech. Limitní cyklus je proces
během kterého dochází v daném
objemovém elementu kostní tkáně ke
vzniku nové a k zániku staré pojivové
tkáně, a to na všech úrovních struktury (od
makrostruktury až po mikrostrukturu).
Primárně jsou tyto procesy řízeny
geneticky a biomechanochemicky.
Remodelace v rozsahu limitního cyklu je
přímo ovlivňována zatěžováním kostní
tkáně v závislosti na stavu napjatosti, věku
jedince a jeho kostním metabolismu.
Remodelace kostní tkáně je chápána jako
vznik nové tkáně, v určité oblasti, v níž v
předchozím limitním cyklu byla přítomná
tkáň stejného druhu, která byla novou tkání
nahrazena. Modelace kostní tkáně je její
vznik v oblastech, kde dříve nebyla. Na
příklad při extrémním (nefyziologickém)
ohybovém namáhání diafýz dochází v
tlakových jejich oblastech k apozici tkáně,
zatímco v tahové oblasti k jejímu úbytku.
Abnormální tvar skeletu u rostoucího
jedince s kostní dysplazií
(osteochondrodysplazií) vzniká modelací a
remodelací geneticky předurčené
patologické kostní tkáně, jež obsahuje
abnormální molekuly kolagenu,
proteoglykanů, elastinu aj, které se
syntetizují v osteoblastech, chondrocytech
a pluripotentních pojivových buňkách.
Patologické zakřivení a torse dlouhých
kostí je výsledkem funkční kostní adaptace
biochemicky odlišných základních složek
kostní tkáně a abnormálního
naprogramovaného růstu. Funkční kostní
adaptace je při kostních dysplaziích
postižena různou měrou, od normálního
průběhu až po výrazně patologické formy.
Stejně jako u fyziologicky rostoucího
skeletu platí u kostních dysplazií základní
principy a zákony kostní remodelace, které
byly formulovány koncem v šedesátých a
sedmdesátých letech (15 - Heřt 1964, 8 Frost 1964, 26 - Lanyon et al. 1982) i
později (10 - Frost 1996). Biomechanické
popudy k remodelaci se vysvětlují
změnami deformace kostí. Na apozici
kostní tkáně se různou měrou podílí
intermitentní cyklické zatěžování. I u KD
platí - byť s jistým omezením - Frostova
mechanostatická teorie (původně navržená
v roce 1964). Růstová chrupavka ovlivňuje
remodalci podle Hüter-Volkmannova
zákona - tlak růst zpomaluje, tah zrychluje,
při šikmém zatížení roste dlouhá kost (i
obratel) ve směru střednice. Periost
přitlačením na kostní povrch vyvolává
resorbci, naopak jeho odtažení (odtržení
Sharpeyových vláken) způsobuje apozici
kostní tkáně subperiostálně. Mechanismy
odpovědné za kompenzace zakřivení
dlouhých kostí tzv. lateral driftem (bočním
posunem) jsou stejné, ale vzhledem ke
geneticky předurčeným výše uvedeným
biochemickým abnormalitám jsou neúplné
a nedostatečné a mají za následek např.
deformitu femuru ve tvaru pastýřské hole
nebo šavlovitou deformitu tibie s
posouváním, zužováním až vymizením
dřeňového kanálu a kostní dřeně, např. u
syndromu vrozené kostní lomivosti. Jindy
naopak pozorujeme zakřivení dlouhých
kostí se subperiostální apozicí a
rozšiřováním dřeňového kanálu např. u
různých forem křivice, hypofosfatázie a
jiných kostních dysplazií, kdy chybí
fyziologická remodelace diafýz. V těchto
případech hovoříme o tzv. tubulárním tvaru
dlouhých kostí, na kterém se jistou měrou
podílí i periost (jeho odtažení). Autoři po
zhodnocení kostní remodelace u souboru
více než 300 pacientů s kostními
dysplaziemi a končetinovými vadami
dospěli k Deformačně- reologické teorii
remodelace, která vychází z
vazkopružných vlastností kostní tkáně.
Kromě pružných vlastností kostí se při
remodelaci uplatňují i vlastnosti
vazkopružné, způsobené přítomností
kolagenních vláken, proteoglykanů a
tekutin. Při stálém (neměnném) a
dlouhodobém zatížení se kostní tkáň chová
jako vazkopružný materiál. Podle této
teorie se přetvoření kostní tkáně mění nejen
při změnách zatížení, ale změny přetvoření
173
pokračují a doznívají při stálém zatížení i
po odlehčení. Intenzita remodelace pak
závisí na změnách a velikosti přetvoření a
době jejich trvání. Jinými slovy
vazkopružné změny se projevují jednak po
zatížení, kdy přetvoření asymptoticky
vzrůstá s časem, a jednak po odlehčení, kdy
přetvoření s časem postupně doznívá.
Vazkopružné změny jsou více obvyklé
(chůze, stání a pod.), co do velikosti menší
než změny pružné, ale protože trvají
mnohem delší dobu, mohou mít pro rozsah
remodelace větší význam. Podle
Deformačně-reologické teorie remodelace
probíhá i v klidu, kdy účinky nadprahového
přerušovaného zatěžování asymptoticky
doznívají. Prokázali jsme, že tato teorie
platí i pro tzv. kostní dysplazie, kde funkční
kostní adaptace je v řadě případů různou
měrou utlumená. Kostní remodelace
skeletu jedinců s kostními dysplaziemi je
více než u zdravých dětí ovlivňována
svalovým napětím (u KD se často pozoruje
hypotonie a hyperlaxicita), nelze zanedbat i
tlumivé působení kostní dřeně, která
vyplňuje někdy zúžený dřeňový kanál.
Dlouhodobé nadprahové zatěžování v
období růstu je pro regeneraci a remodelaci
skeletu postižených KD rozhodující.
Abnormální tvar skeletálního prvku
může mít z hlediska formy původ genetický
a nebo může vzniknout vlivem
dlouhodobých nefyziologických
momentových a silových účinků.
Abnormální tvar může být tudíž geneticky
predeterminovaný (což je nejčastější případ
u geneticky postižených jedinců) nebo jej
vyvolají extrémní biomechanické účinky
(ale i neurogenní). Extrémní
(nefyziologické) biomechanické účinky
mohou být naopak využity, na příklad při
léčení abnormálních tvarů, ve smyslu
dosažení tvarů blížících se tvarům
174
normálních jedinců (56 - Petrtýl et al.
2001). Fyzioterapeutické a ortotické léčení
je založeno na dlouhodobém zatěžování s
cílem stimulace vazkopružného přetvoření
pojivové tkáně (40 - Mařík et al. 2001).
Modelování kostní tkáně je velmi
významně ovlivněno distribucí napjatosti a
(lokálně) hladinami smykových napětí.
Tvarové linie skeletálních prvků jsou
identické s hladinami maximálních
smykových napětí. V těch oblastech kostní
tkáně, v nichž hladiny určitých
maximálních smykových napětí jsou pod
jistou prahovou dolní hladinou, dochází k
procesům resorpce. Hladiny jistých
maximálních smykových napětí, které jsou
nad horní prahovou hladinou, jsou též
vystaveny procesům resorpce. Horní a
dolní prahové hladiny jsou
predeterminovány u každého jedince
geneticky. Smyková napětí mezi dolní a
horní prahovou hladinou neovlivňují
tvarové změny, ale iniciují biochemické
procesy (v příslušném objemovém
makroelementu tkáně). Smykové plochy, v
jejichž okolí došlo k úbytku kostní tkáně,
jsou shodné s výsledným geneticky
naprogramovaným tvarem rostoucího
elementu skeletu. Jinými slovy, maximální
smyková napětí nad horní prahovou
hladinou a pod dolní prahovou hladinou
ovlivňují tvarové změny tkáně (a startují
procesy modelace), zatímco fyziologické
hladiny smykových napětí (tj. napětí mezi
horní a dolní prahovou hladinou) iniciují
(„startují“) biochemické procesy v rozsahu
příslušného limitního cyklu, tj. ovlivňují
remodelační procesy (56 - Petrtýl et al.
2001).
Biomechanicky se na kloubní
chrupavku díváme jako na bifázický
materiál - tuhá kolagen-proteoglykanová
matrix (25 % vlhké váhy), která je
obklopená volně pohyblivou intersticiální
tekutinou (75 % vlhké váhy). Důležitými
biochemickými vlastnostmi kloubní
chrupavky jsou dědičné vlastnosti tuhé
matrix a třecí rezistence k toku intersticiální
tekutiny skrze porézní permeabilní tuhou
matrix. Poškození kloubní chrupavky (a
subchondrální kostní tkáně) jakéhokoliv
původu (vrozené nebo získané) vede k
porušení normální zátěžové schopnosti
tkáně a tím k poruše normální lubrikace v
kloubu. Insuficience lubrikace může být
primárním faktorem v etiologii osteoatrózy.
Jednotlivé nosologické jednotky
kostních dysplazií lze zařadit na stupnici
různých biologických a mechanických
vlastností kostní a chrupavčité tkáně.
Někde uprostřed je kostní a chrupavčitá
tkáň zdravého jedince. Ale i u zdravého se
biologické vlastnosti skeletu mění v
závislosti na věku a pohlaví (63 - Sobotka
1994). Rychlost kostního obratu je
určována stářím kostní tkáně a různými
fyzikálními a chemickými vlastnostmi
kostí, které závisí na věku (46 - Parfitt
1987) nebo jsou geneticky
predeterminovány (39 - Mařík et al. 2000).
Proto lze předpokládat, že během vývoje
zdravého člověka od narození do konce
života se uplatňují proměnlivé
mechanismy funkční adaptace pojivových
tkání, které mohou být negativně
ovlivňovány poruchou regulace
metabolismu kostní a chrupavčité tkáně za
patologických podmínek.
Literatura
1. Adam M. Hlavní makromolekulární komponenty
mezibuněčné hmoty kostní tkáně. In: Compendium
osteoporózy, ed. M. Adam, Praha: Společnost pro
výzkum a využití pojivových tkání, 1995, 43 s.
2. Adam M, Špaček P, Hulejová H, Galianová A,
Blahoš J. Postmenopauzální osteoporóza. Léčba
kalcitoninem při dietě bohaté na kolagenní bílkoviny.
Čas. Lék. čes., 135, 1996, s. 74 -76.
3. Adam M. Osteoporóza - diagnóza a léčba.
Pohybové ústrojí, 6, 1999, č. 1, s. 73 - 75.
4. Beighton P, Cremin BJ. Sclerosing Bone
Dysplasias. Berlin, Heidelberg, New York: SpringerVerlag, 1980, 191 s.
5. Blahoš J. Osteoporóza. Praha: Galén, 1995, 172 s.
6. Burnstein AH, Reilly DT, Martens M. Aging of bone
tissue: Mechanical properties. J Bone Jt Surg
(Boston), 58, 1976, č. 1, s. 82 - 86.
7. Evans FG. Bone and bones. J Biomech Eng, 104,
1982, s. 1 - 5.
8. Frost HM. The Laws of Bone Structure. 4th ed.
Springfield: C.C. Thomas, 1964, 167 s.
9. Frost HM. Osteogenesis Imperfecta: The Set Point
Proposal (A Possible Causative Mechanism). Clinical
Orthopaedics and Related Research, 1987, č. 216, s.
280 - 297.
10. Frost HM. Perspectives: A proposed general model
for the mechanostat (suggestions from a new skeletalbiologic paradigm). Ana Rec, 244, 1996, s. 139 - 147.
11. Frost HM, Ferretti JL, Jee WSS. Perspectives:
Some roles of mechanical usage, muscle strength and
the mechanostat in skeletal physiology. Disease and
Research Calc Tiss Int, 62, 1997, s. 1 - 7.
12. Frost HM. Why the ISMNI and the Utah
paradigm? Their role in skeletal and extraskeletal
disorders. Musculoskel Neuron Interact, 1, 2000, č. 1,
s. 5 - 9.
14. Handzel J. Kolagenolytická aktivita některých
tkání dutiny ústní. Praha: Universita Karlova, 1984.
15. Heřt J. Regulace růstu dlouhých kostí do délky. In:
Plzeňský lékařský sborník, Supplementum 12. Praha:
Státní pedagogické nakladatelství, 1964, s. 9 - 132.
16. Heřt J. Reaktion des Knoches auf mechanische
Impulse. Teil IX. Bedeutung der Oberflachendrucke
fur Modellierung der Diaphyse. Gegenbaurs morph.
Jahrb., 118, 1972, č. 3, s. 351 - 68.
17. Heřt J. Wolfův transformační zákon po 100 letech.
Acta Chir orthop et Traum čech, 57, 1990, č. 6, s. 465 76.
18. Heřt J. Funkční adaptace kosti. Doktorská
dizertační práce. Lékařská fakulta v Plzni. Praha,
Univerzita Karlova 1993.
19. Chao EYS. Orthopaedic Biomechanics: The past,
present and future. Pohybové ústrojí, 4, 1997, č. 2, s.
63 - 70.
20. Janíček P, Ondráček E. Řešení problémů
modelováním, aneb téměř nic o téměř všem. Skriptum
Fakulty strojní VUT v Brně, Brno:, PC-DIR Real
175
s.r.o., 1998, 335 s.
21. Janíček P. Struktura a vymezení bioinženýrských
oborů. Pohybové ústrojí, 6, 1999, č. 1, s. 16 23.
22. Janíček P. Biomechanické problémy ortopedie,
možnosti a bariéry jejich řešení. Pohybové ústrojí, 6,
1999, č. 2, s. 84 - 105.
23. Jee WSS. Principles in bone physiology.
Musculoskel Neuron Interact, 1, 2000, č. 1, s. 11 - 13.
24. Kocián J. Význam imobilizace a zatěžování kostí
pohybem pro jejich denzitu. Pohybové ústrojí, 3,
1996, č. 2, s. 67 - 71.
25. Kuklík M. SPARC ubikviterní protein pojivových
tkání organismu. Pohybové ústrojí, 1, 1996, č. 1, s. 3 9.
26. Lanyon LE, Goodship AE, Pye CJ, Mc Fie JH.
Mechanically adaptive bone remodeling. J Biomech,
15, 1982, č. 3, s. 141 54.
27. Lanyon LE. Functional strain in bone tissue as an
objective and controlling stimulus for adaptive bone
remodeling. J Biomech, 20, , 1987, č. 11/12, s. 1083 1093.
28. Marotti G. The structure of bone tissues and the
cellular control of their deposition. Ital J. Anat.
Embryol, 101, 1996, č. 4, s. 25 - 79.
29. Maršík F, Dvořák I. Biotermodynamika. Praha:
Academia, 1998, 270 s.
30. Martinko V, Jelínek L, Makai F. K otázkám
biomechaniky kostí a kostry I. Analýza Wolffovho
zákona o transformaci kostí z roku 1892. Acta Chir
Orthop Traum čech, 54, 1987, č. 3, s. 193 - 203.
31. Mařík I, Zeman J, Kuklík M. Primární dysplastická
osifikace kyčelních kloubů. Acta Chir orthop Traum
čech, 51, 1984, č. 3, s. 241- 47.
32. Mařík I, Sobotka Z, Povýšil C. Tvar, struktura a
vlastnosti kostních tkání s vrozenou kostní lomivostí.
In: Tvary, struktury, funkce a plochy v technice,
bionice a biomechanice, ČSSI, Čs. společnost pro
biomechaniku, ČVUT, IASS, Praha 1992, s. 30 - 33.
ústrojí, 1, 1994, č. 1, s. 33 - 49.
Pohybové ústrojí, 1, 1994, č. 3, s. 137-150.
35. Mařík I, Sobotka Z. Complications of
Intramedullary Nailing and Regeneration of Long
Bones at some Bone Dysplasias, Pohybové ústrojí, 4,
1997, č. 2, s. 50 - 60.
č. 3 + 4, s. 172 - 189.
37. Mařík I, Kuklík M. Osteochondrodysplazie s
postižením epifýz a metafýz: dědičné a
176
biomechanické příčiny preartrózy a sekundární
osteoartrózy, biomechanické aspekty léčení. In: Skelet
´99, abstrakta (ISBN 80-902147-8-9), Praha: Centrum
BioMedicínského Inženýrství ČVUT, 1999, s. 36 - 37.
metabolismu u kostních dysplazií. Čs. Pediat., 55,
2000, č. 1, s. 9 - 14.
39. Mařík I, Petrtýl M, Černý P. Regeneration of long
bones at skeletal dysplasias respecting the viscoelastic
properties. In: Proceedings, Biomechanics of man
2000, ed. F. Vaverka, M. Janura. Olomouc: Palacký
University, 2000, s. 92 - 95.
40. Mařík I, Petrtýl M, Kuklík M, Černý P.
Klinickoradiologická symptomatologie kostních
dysplazií jako důsledek geneticky předurčené
systémové patologické funkční adaptace skeletu:
biomechanické aspekty léčení. In: Skelet 2001,
abstrakta (ISBN 80-86317-14-5), Praha : Centrum
biomedicínského inženýrství, ČVUT, 2001, s. 31 - 34.
41. Muir H. The chemistry of the ground substance of
joint cartilage. In: The Joints and Synovial Fluid. Vol
II. Ed by L. Sokoloff. New Yourk: Academic Press,
1980, s. 27 - 94.
42. Musil J. Glykoproteiny. Praha: Avicenum, 1978.
43. Nordin M, Frankel VH. Biomechanics of bone. In:
M. Nordin and V.H. Frankel. Basic biomechanics of
the musculoskeletal systém, 2nd ed, Philadelphia,
London: Lea and Febiger, 1989, s. 3 - 30.
44. Palička V, Živný P, Jabor A, Řehořková P,
Friedecký B. Osteoprotegerin a jeho ligand lokální
regulační faktory osteoklastů. Osteologický bulletin,
5, 2000, č. 4, s. 107 - 108.
45. Parfitt AM. The physiologic and clinical
significance of bone histomorphometric data. In: R.R.
Recker. Bone Histomorphometry. Boca Raton: CRC
Press Inc, 1983, s. 143 - 224.
46. Parfitt AM Bone remodeling and bone loss:
Understanding the pathophysiology of osteoporosis.
Clin Obstetr and Gynecol, 30, 1987, č. 4, s. 789 - 813.
47. Petrtýl M, Ondrouch A, Milbauer M.
Experimentální biomechanika pevné fáze lidského
skeletu. Praha: Academia, 1985, 186 s.
48. Petrtýl M. Reaktivita kostní tkáně na vnější
zatížení. Pohybové ústrojí, 1, 1994, č. 2, s. 85 - 92.
49. Petrtýl M. Stav dynamického remodelačního
ekvilibria v kortikální kosti. Pohybové ústrojí, 2,
1995, č. 3, s. 112 - 117.
50. Petrtýl M, Heřt J, Fiala P. Spatial organization of
the Haversian Bone. Journal of Biomechanics, 29,
1996, č. 2, s. 161 - 69.
51. Petrtýl M, Danešová J. První fáze remodelace
kortikalis. Pohybové ústrojí, 5, 1998, č. 1 + 2, s. 29 -
39.
52. Petrtýl M, Danešová J. Produkce osteoidu a
kalcifikované matrice u zdravé a osteoporotické
kortikalis. Pohybové ústrojí, 5, 1998, č. 3 + 4, s. 152162.
53. Petrtýl M. Biomechanické a biotermodynamické
zákonitosti remodelace kostní tkáně. Pohybové
ústrojí, 6, 1999, č. 1, s. 28 - 48.
54. Petrtýl M, Danešová J. Obecná teorie remodelace
kostní tkáně. Pohybové ústrojí, 6, 1999, č. 3+4, s. 244 263.
55. Petrtýl M, Danešová J. Limitní cykly vzniku,
funkční stability a zániku kostní tkáně v jejím
objemovém elementu. Osteologický bulletin, 5, 2000,
č. 4, s. 123 - 130.
56. Petrtýl M, Mařík I, Danešová J. Vnější silové a
momentové účinky determinující tvar rostoucího
skeletu za fyziologického a patologického stavu. In:
Skelet 2001, abstrakta (ISBN 80-86317-14-5), Praha :
Centrum biomedicínského inženýrství, ČVUT, 2001,
s. 38 - 41.
57. Pohunková H. Cytokiny v pojivové tkáni.
58. Povýšil C, Povýšilová V, Mařík I. Bundle bone
pathological processes. Pohybové ústrojí, 1, 1994, č.
2, s. 108.
59. Prockop DJ. Mutations in collagen genes as a
cause of connective tissue diseases. New Engl J Med,
326, 1992, č. 20, s. 540 - 5 46.
61. Sobotka, Z.: Rheology of Materials and
Engineering Structures. Amsterodam-OxfordNewYork-Tokyo: Elsevier, 1984, 213 s.
62. Sobotka Z. Biomechanika, bioreologie a jejich
úloha v lékařství. Pohybové ústrojí, l, 1994, č. 1, s. 3 16.
63. Sobotka Z, Mařík I. Biomechanické jevy u
kostních dysplazií. Pohybové ústrojí, 1, 1994, č. 3, s.
122 - 36.
65. Sobotka Z. Biomechanické funkce dolních
končetin a chodidel. Pohybové ústrojí, 3, 1996, č. 1, s.
28 - 37.
66. Sobotková E, Hrubá A, Kiefman J, Sobotka Z.
Rheological behaviour of bone marrow. Rheol. Acta,
26, 1988, s. 468 - 469.
67. Sobotková E, Sobotka Z. Reologické funkce
kostní dřeně. In: Tvary, struktury, funkce a plochy v
technice, bionice a biomechanice. ČSSI, Čs.
společnost pro biomechaniku, ČVUT, IASS, Praha
1992, s. 30 -33.
68. Sobotková E. Současný pohled na mechanické
vlastnosti, anizotropii a mikrostrukturu kosti (tlak,
tah). Pohybové ústrojí, 1, 1994, č. 1, s. 50 - 56.
69. Sokolov BP, Sher BM, Hausmann J, Mařík I, Deyl
Z, Kalinin VN. Altered ratio collagen chains in bone of
a patient with nonlethal osteogenesis imperfecta.
Biochim biophys Acta, 1138, 1992, s. 93-96.
Skeletal Development. Jena: VEB Gustav Fischer
Verlag, 1974, 369 s.
71. Straus J. Forenzní biomechanika. Praha: PA ČR,
1999, 257 s.
72. Straus J. Geometrické a dynamické znaky
podogramu dětské nohy. Pohybové ústrojí, 6, 1999, č.
2, s. 124 - 130.
73. Šterzl I. Cytokiny struktura a funkce I. a II.
Metabolismus, 4, 1999, s. 185 - 205.
74. Valenta J et al. Biomechanika. Praha: Academia,
1985, 554 s.
75. Van Mow C, Proctor ChS, Kelly MA.
Biomechanics of articular cartilage. In: M. Nordin and
V.H. Frankel. Basic biomechanics of the
musculoskeletal systém, 2nd ed, Philadelphia,
London: Lea and Febiger, 1989, s. 31 - 58.
76. Vukašinovič Z, Slavkovič S, Čobeljič G, Dorič I,
Baščarevič Z. Surgical correction of medial tibial
plateau slope in Blount´s disease. Acta Orthopaedica
Iugoslavica, 27, 1996, č. 2, s. 77 - 84.
77. Zajíček O. Proteoglykany v roce 1996. 1. část.
177
6. ANTROPOMETRICKÉ METODY
VYUŽÍVANÉ PŘI OBJEKTIVIZACI
PROPORCIONALITY A NESTEJNÉ
DÉLKY KONČETIN
Antropometrické vyšetřovací metody
spolu s rentgenologickými nálezy jsou
základem pro klinickou diagnostiku
kostních dysplazií a některých
končetinových dismorfických vad i
genetických syndromů. Cílem a úkolem
antropologického vyšetření je objektivně
zhodnotit odchylky růstu od normy a
predikovat patobiomechanickou závažnost
skeletálních vad (systémových nebo
končetinových). Otázkou je, u kterých částí
kostry je růst postižen a zda se odchylky od
normy týkají i rozvoje měkkých částí.
Nejčastěji používáme projektivní rozměry
délek segmentů, přičemž pacienta měříme
antropometrem ve stoje. Výhodou tohoto
způsobu je, že máme k dispozici české
normativy (4 - Bláha 1986-87, 5 - Bláha
1990) i počítačový program na zpracování
a vyhodnocení (Antropo). Nevýhodou je
někdy obtížné dodržení standardního
postoje u postižených často
nespolupracujících dětí, zkreslení výsledků
při kontrakturách a pod. Přímou délku
dlouhých kostí můžeme měřit posuvným
měřítkem nebo pásovou mírou.
Nevýhodou zde je nedostatek referenčních
hodnot celosvětově, české normativy
vůbec nejsou k dispozici. Musíme tedy
počítat s tím, že v řadě případů se
dopouštíme značných nepřesností a naše
výsledky jsou pouze orientační, poněvadž
skutečnou délku dlouhých kostí na živém
člověku antropologickými metodami nelze
změřit. Proto u pacientů s kostními
dysplaziemi s výhodou používáme
telerentgenogramů, které umožňují změřit
skutečnou délku dlouhých kostí.
178
Telerentgenogramy jsou snímány buď
vleže nebo na dlouhé kazety ve stoje, což je
výhodnější, protože dovoluje srovnávání s
výsledky klasické antropometrie. S
referenčními hodnotami srovnáváme
jednotlivé antropometrické rozměry i
poměry (indexy) jednotlivých rozměrů,
např. poměr délky dolního a horního
tělesného segmentu, poměr rozpětí horních
končetin k tělesné výšce a další. U všech
těchto indexů je třeba si uvědomit, že se
během ontogenetického vývoje mění.
Totéž platí i pro srovnání délky dlouhých
kostí z telerentgenogramů s rtg
standardami (40 - Shapiro 1982, 44 Tanner-Whitehouse 1983). Výsledkem je
objektivní zjištění, zda se jedná o malý
vzrůst s krátkými končetinami nebo naopak
krátkým trupem či je postižen celý skelet. V
klinické terminologii používáme pro
zkrácení končetiny označení brachymelie a
podle toho, který segment je zkrácen, se
jedná o rizomelickou, mezomelickou či
akromelickou brachymelii. V neposlední
řadě konzultujeme i otázku, zda těmto
metrickým odchylkám od normy
odpovídají strukturní změny na skeletu
(zejména v oblasti růstových epifýz).
Spolupráce ortopeda, genetika a radiologa s
antropologem tak vede ke stanovení
diagnózy u více než 50 % kostních
dysplazií, dismorfických kombinovaných
vad a genetických syndromů.
Antropometrické vyšetření významně
napomáhá při rozvaze o indikaci
operačního léčení a stanovení timingu, tj.
nejvhodnější doby k provedení
plánovaných operačních výkonů. Ortoped
hodnotí v období růstu biomechanickou
závažnost končetinové vady - to je
nestejnou délku, porušenou osu končetiny
ve frontální a sagitální rovině, včetně torsní
odchylky a zkrácení segmentů zejména
dolních končetin. Cílem ortopedického
léčení je konzervativním nebo operačním
způsobem co nejlépe biomechanicky
vyřešit vrozené (i získané) systémové a
končetinové vady, tj. přiblížit se k
fyziologické ose končetiny, opravit
porušenou torsi, vyrovnat nestejnou délku a
zlepšit proporcionalitu a v neposlední řadě
kloubní kongruenci. Od klinického
antropologa se požaduje objektivně
zhodnotit somatický vývoj pacienta a zkrat
končetin s ohledem na etiopatogenezi
systémové (generalizované) nebo
končetinové vady, predikovat růst a
velikost zkratu končetin (končetiny) v
dospělosti. Jinými slovy úkolem
antropologa je předpovídat růst pacienta,
jak by pravděpodobně probíhal bez
léčebných zásahů. S ohledem na věk dítěte
a typ vady je zvolen typ rekonstrukční
operace. Pro indikaci operace je
rozhodující psychický stav dítěte a
pozitivní spolupráce celé rodiny.
Antropometrické vyšetření se uplatňuje
nejen při indikaci, ale i v hodnocení
výsledků komplexní léčby. Včasné
provedení predikce zkratu zejména dolních
končetin (končetiny) zásadním způsobem
ovlivní dlouhodobý individuální léčebný
plán u postiženého dítěte. Opakovaná
vyšetření vedou k zpřesnění predikce. Po
skončení růstu zjištěné odchylky oproti
predikovanému zkratu verifikují a
objektivizují hodnocení výsledků léčby.
6. 1. Predikce růstu a zkrácení dolních
končetin u kostních dysplazií (50 Zemková a Mařík 1998)
Použití běžných predikčních metod u
pacientů s osteochodrodysplaziemi je
problematické. Většina antropometrických
rozměrů se u nich liší od normy, habitus je
disproporcionální. Znalost vzorců
individuálního vývoje umožňuje predikci
růstu a dospělé tělesné výšky. Nejznámější
predikční metody užívané ve světě jsou
Tanner a Whitehouse (TW2) (44 - 1983),
RWT (39 - Roche et al. 1975) a Bayley a
Pinneau (3 - 1952). Nově se začíná užívat i
metoda TW3. Všechny tyto metody užívají
k predikci věk v době měření, kostní věk a
tělesnou výšku, metoda RWT navíc
tělesnou hmotnost. Tyto metody jsou
odvozeny ze znalostí vývoje zdravých
jedinců, jejich aplikace u pacientů s
kostními dysplaziemi je značně omezena.
Vyvíjejí se proto různé modifikace
predikčních metod založené na klinické
zkušenosti, které berou v potaz růstovou
anamnézu jedince, výšku rodičů, sexuální
maturaci a působení patologických vlivů.
Právě růstová anamnéza má velký význam
při diferenciální diagnostice různých typů
osteochondrodysplazií. Pomáhá rozlišit
např. různé typy osteogenesis imperfecta,
achondroplazii a hypochondroplazii,
pseudoachondroplazii a další. Pro poruchu
růstu svědčí především tělesná výška pod 3.
percentilem. Může se však jednat o
poruchu růstu i u dítěte s výškou v rámci
širší normy (např. na 10. percentilu), pokud
má velmi vysoké rodiče. Pro poruchu růstu
svědčí i růstová rychlost pod 10.
percentilem. U těchto případů cíleně
zjišťujeme, kdy tato růstová retardace
započala: intrauterinně, po narození, po 3.
roce života nebo kdykoliv během růstu.
Může se i jednat o předčasnou zástavu
růstu. Podrobnější informace o auxologii v
klinické praxi jsou uvedeny v knize "Růst
dětí a jeho poruchy" (17 - Lebl a
Krásničanová 1996).
Zvláštní význam pro predikci růstu u
kostních dysplazií mají velké soubory
179
nemocných, podle nichž jsou vytvářeny
tzv. disease specific charts (7 - De Sanctis a
Pinamonti 1997, 9 - Hagenäs 1996). V
současnosti jsou již známy růstové křivky
pro Turnerův syndrom (37 - Ranke 1994),
Downův syndrom, Noonanův syndrom (7 De Sanctis a Pinamonti 1997),
achondroplazii (13 - Horton et al. 1982),
diastrofickou dysplazii,
pseudoachondroplazii, spondyloepizální
dysplazii vrozenou (13 - Horton et al. 1982)
a cartilage - hair dysplazii (18 - Makite et al.
1992). U méně častých
osteochondrodysplazií existují spíše
sporadické zprávy o průběhu onemocnění,
obvyklé dospělé výšce, případně
kazuistiky dokumentující růst pacienta (16
- Laron et al. 1995, 27 - Mařík et al. 1989,
32 - Palička et al. 1998, 45 - Spranger et al.
1974, 11 - Hensinger 1978, 46 - WynneDavies et al. 1985). I tyto údaje jsou velmi
cenné pro diagnostiku a predikci růstu a
plán léčby u pacientů s KD. Od predikce
tělesné výšky se odvíjí i predikce růstu
jednotlivých tělesných segmentů. Běžných
predikčních metod můžeme použít jen u
těch částí skeletu, které se významně neliší
od normy, nevykazují výrazné změny
kostní struktury a o nichž je známo, že
jejich růstová dynamika není narušena.
Jako příklad predikce výšky a zkratu
dolních končetin uvádíme achondroplazii,
která se vyskytuje nejčastěji a s kterou
máme nejdelší zkušenost. Stanovení
diagnózy nebývá obtížné - klinický,
rentgenologický a antropometrický nález
ve shodě konstatují rizomelické zkrácení
končetin a makrocefalii. Disproporce jsou
patrné již při narození a během růstu se
zvýrazňují. V současné době je možná i
molekulárně genetická analýza, která
diagnózu zpravidla potvrdí (29 - Mazurová
et al. 1995). Je nutno zdůraznit, že u
180
nositelů téže mutace zjišťujeme značnou
variabilitu postižení, především co se týče
lebky, páteře, hrudníku a osy dolních
končetin.
Růstová retardace u pacientů s
achondroplazií je zvláště výrazná v prvních
letech života, kdy růstová rychlost
zdravých dětí je vysoká. Např. mezi
druhým a třetím rokem života zdravé dítě
vyroste v průměru 8,5 cm, dítě s
achondroplazií pouze kolem 5 cm. Později
v prepubertálním období se růst zpomaluje
i u zdravých dětí na zhruba 5 cm / 1 rok,
odchylka od normy se u pacientů s
achondroplazií v tomto období výrazně
neprohlubuje. K prohloubení růstové
retardace a zvýraznění disproporcí dojde v
období puberty, kdy u zdravých dětí
probíhá růstový spurt a růstová rychlost za
rok dosahuje v průměru 8,3 cm u dívek a
9,5 cm u chlapců. U pacientů s
achondroplazií v odpovídajícím věku
nacházíme přírůstek přibližně 4 cm / 1 rok,
urychlení růstu dlouhých kostí
nepozorujeme (12 - Horton et al. 1978, 9 Hagenäs 1996). Používání růstových grafů
normální populace je pro děti s
achondroplazií zcela zavádějící. Co se týče
nástupu a průběhu puberty, neshledali jsme
u našich pacientů s achondroplazií
významné odchylky od normy ani podle
kostního věku, ani pohlavního dospívání. V
souboru jsou jak pacienti průměrní, tak s
mírným urychlením i mírným opožděním
dospívání.
Metoda predikce zkratu dolních
končetin u achondroplazie.Retrospektivní
studie (27 - Mařík et al. 1989, 47 - Zemková
et al. 1990, 48 - Zemková et al. 1991)
ukázala, že růst českých pacientů s
achondroplazií odpovídá grafu amerických
pacientů (12 - Horton et al. 1978), a proto
jej můžeme užívat pro predikci i v naší
praxi. Rodiče pacienta se ptají především,
jak bude velký v dospělosti, zda lze ovlivnit
růst, někteří se zajímají o prodlužovací
operace končetin a jejich výsledky, v
posledních letech se dožadují i léčení
růstovým hormonem. Ortoped se zajímá o
pravděpodobnou proporcionalitu, jak velké
zkrácení končetin vůči trupu lze v
dospělosti předpokládat. Po opakovaném
měření po třetím roce života můžeme
predikovat tělesnou výšku v dospělosti
podle Hortonova grafu (12 - Horton et al.
1978). Zpřesňování predikované výšky a
zkratu dolních končetin se provádí
opakovaně po celé období růstu. U žen je
variabilita od 122 cm do 137 cm, u mužů od
118 cm do 142 cm. V literatuře se uvádí, že
výška trupu je normální (45 - Spranger et al.
1974, 9 - Hagenäs 1996). U našich pacientů
je v průměru na dolní hranici normy. Podle
retrospektivního výzkumu 12 neléčených
pacientů je růstová dynamika horního
segmentu v normě a můžeme ji tedy po
opakovaných měřeních predikovat podle
normální populace. K takto predikované
výšce horního segmentu vypočítáme, jak by
byl pacient vysoký, kdyby proporce délky
dolních končetin a trupu odpovídaly
normě. Jestliže od této predikované
proporcionální, "ideální" výšky odečteme
výšku predikovanou podle Hortonova
grafu, získáme pravděpodobné zkrácení
dolních končetin vůči trupu v dospělosti (27
- Mařík et al. 1989, 47 - Zemková et al.
1990, 48 - Zemková et al. 1991, 49 Zemková et al. 1994). Schématické
znázornění výpočtu zkratu dolních
končetin u achondroplazie je na obr. 1. U
našich neléčených pacientů zkrat činil 29,1
+ 5,8 cm. Prodlužování u achondroplázie je
tedy z hlediska proporcionality plně
indikováno.
Prodlužovací operace se provádějí v
Obr.1. Schématické znázornění výpočtu zkratu
dolních končetin u achodroplazie.
několika etapách a každá je hodnocena (27
- Mařík et al. 1989, 50 - Zemková a Mařík
1998). Délka kostního regenerátu na
rentgenovém snímku dovoluje přesně
stanovit, o kolik byla kost prodloužena.
Úspěšnost prolongace však hodnotíme
podle toho, kolik skutečně přispěla ke
zvětšení tělesné výšky pacienta. V ideálním
případě tělesná výška po operaci se rovná
výšce predikované pro daného pacienta v
daném věku zvětšené o provedenou
prolongaci. Setkáme se však s případy, kdy
tělesná výška po operaci je nižší, než
bychom očekávali. Ve většině případů je to
dáno tím, že během prolongace a v období
rekonvalescence je celkový růst pacienta
zpomalen, v dalším období následuje
"catch-up" růst a můžeme konstatovat, že
zisk tělesné výšky se rovná provedené
prolongaci. Za neuspokojivý výsledek
prolongace pak považujeme případy, kdy
se do dvou let od počátku prolongace
tělesná výška nezvýší oproti predikci o
hodnotu provedené prolongace (50 Zemková a Mařík 1998).
181
Tabulka 1. Rozdělení končetinových vad s přihlédnutím k etiopatogenezi a
biomechanickým projevům.
KONČETINOVÉ VADY
vrozené
získané
dysostózy *
důsledky zánětu
hemihyper- nebo hypoplasie
Legg-Calve-Perthesova ch.
na podkladě cévní anomálie
coxa vara adolescentia
osteochondrodysplázie
úraz
s predilekcí na jednu stranu
iatrogenní trauma
- chondrodysplasia punctata
onkologická léčba
- neurofibromatosis
dlouhodobá imobilizace
- exostózová choroba
hemarthros při hemofilii
- enchondromatosis
neurologické postižení
- osteogenesis imperfecta aj.)
*
zkrácení, přerůst
Pod tímto názvem označujeme 1.-6. skupinu Swansonovy klasifikace (23,24)
6. 2. Predikce růstu a zkrácení dolních
končetin u končetinových anomálií (51 Zemková a Mařík 1999)
Nestejná délka končetin je poměrně
běžnou ortopedickou problematikou.
Vzniká buď zkrácením nebo přerůstem
jedné nebo více kostí končetiny. Příčinou je
celá řada vrozených vad a chorob. V
minulosti byla nejčastější příčinou
poliomyelitis acuta anterior. Končetinové
anomálie se velmi často projevují
zkrácením (či prodloužením) určitých
segmentů, což je zejména u dolních
končetin příčinou závažné biomechanické
patologie, která se projevuje nejčastěji
napadáním či kulháním. Později (po
skončení růstu) se rozvíjí předčasné
182
degenerativní kloubní změny na podkladě
kloubní inkongruence, způsobené např.
šikmým sklonem pánve, analogicky jako u
kostních dysplazií. Jednostranný zkrat
končetiny vede k asymetrickému
zatěžování nosných kloubů dolních
končetin i páteře vlivem tzv. statické
skoliózy.
Stupeň závažnosti vrozeného porušení
růstu končetiny popisujeme od nejlehčího
defektu k úplnému chybění, a to termíny
hypoplazie, částečná aplazie a aplazie
nebo deficience. Případy s vrozeným
přerůstem končetin se označují obecně
hyperplazie (gigantismus) a podle
lokalizace postižení se nejčastěji hovoří o
makrodaktylii, lokalizovaném gigantismu
nebo o hemihyperplazii.
Končetinové vady rozdělujeme na
vrozené a získané - tabulka 1. Některá
zkrácení jsou důsledkem vrozené růstové
retardace postižené končetiny. Zkrácení se
vyskytuje především u dysostóz, např.
proximální femorální fokální deficience
(PFFD), vrozeně krátký femur, komplex
femur-fibula-ulna (FFU), komplex femurtibie-radius (FTR), hypoplazie různých
segmentů končetiny, hypoplazie jako
součást pes equinovarus congenitus nebo
vrozeně strmého talu aj. Zkrácení končetin
často s postižením stejnostranné horní a
dolní končetiny bývá u chondrodysplasia
punctata, dysplasia epiphysealis
hemimelica, ojediněle u enchondromatózy,
exostózové choroby a neurofibromatózy.
Vzácně je příčinou zkrácení končetiny
angiodysplazie.
Získanou příčinu zkrácení v období
růstu mají abreviace u neurologických
chorob (poliomyelitis, dětská mozková
obrna, myelomeningokéla, centrální a
periferní neurogenní léze při nádorovém
onemocnění nebo po úrazu). Ozařování
jako součást onkologické léčby mívá za
následek zkrat končetiny (42 - Šnajdrová et
al. 1997). Infekce kostí a kloubů, které
poruší růstovou chrupavku, se projeví
různě vyjádřeným zkratem a často i
desaxací končetiny (21 - Mařík et al. 1984,
24 - Mařík et al 1988). Stejně se mohou
projevit úrazy tzv. epifyzeolýzy či fyzární
fraktury. Nevelký zkrat a deformita
proximálního femuru je typický pro
morbus Legg-Calve-Perthes a pro coxa
vara adolescentia. Zpomalení růstu
končetiny jako následek dlouhodobé
inaktivity či hypoaktivity se pozoruje u
opakovaných zlomenin léčených
imobilizací a ortézami, např. u
osteogenesis imperfecta - kde se ale na
závažnosti zkratu podílí deformita bowing
femuru či tibie (25 - Mařík et al. 1988),
Podobný obraz zakřivení diafýz dlouhých
kostí vedoucí k asymetrickému zkratu
horních a dolních končetin jsme pozorovali
u osteodysplastie (Melnick-Needles) (26 Mařík 1989). Dlouhodobá imobilizace
dolní končetiny může způsobit předčasný
uzávěr růstové epifýzy.
Příčinou nestejné délky může být i
přerůst jedné končetiny. Vrozený přerůst
končetiny může být způsoben cévními
anomáliemi (arteriovenosní píštěle,
hemangiomatóza, angiodysplazie typu
Klippel-Trenaunay aj. /14 - Kuklík et al.
1990/) anebo lokálním gigantismem či
hemihyperplazií, kterou pozorujeme jako
součást syndromu Beckwith-Wiedemann
známého také jako syndrom EMG
(Exomphalos - Makroglossie Gigantismus
/15 - Kuklík et al. 1995/). K přerůstu
končetin vede zpravidla již zmíněná
neurofibromatóza von Recklinghausen (1.
typ /28 - Mařík a Kuklík 1995/ ), někdy i
enchondromatóza a exostózová choroba.
Častěji se setkáváme s přerůsty získané
etiologie, a to po prodělaných zánětech
kostí a kloubů, při kterých je hyperémie v
epimetafyzární krajině (např. juvenilní
chronická arthritis, hemarthros při
hemofilii, akutní osteomyelitis). Stejný
patomechanismus přerůstu se uplatňuje i
po úrazech a operacích v diametafyzární
oblasti.
Metody predikce
Podle známé diagnózy je možno
orientačně uvažovat o rozmezí zkratu nebo
přerůstu v dospělosti. F. Shapiro (40 - 1982)
shromáždil 803 pacientů se zkraty dolních
končetin a vyhodnotil délky zkratů u
jednotlivých nosologických jednotek.
Američtí ortopedi (31 - Moseley 1988, 34 Pritchett 1992, 35 - Pritchett 1993)
183
vytvořili tzv. straight line graphs,
umožňující predikci růstu dlouhých kostí.
Tuto metodu jsme u našich pacientů
ověřovali v letech 1988 - 89, ale vzhledem k
tehdejšímu vybavení rentgenologického
pracoviště se neosvědčila. Proto jsme
vytvořili metodu vlastní, která přesněji
sleduje růstové tempo jednotlivých kostí v
kontextu růstu celého organismu - tabulka
2A,B.
Nejprve predikujeme délku zdravé
končetiny, která má normální růstovou
dynamiku (tabulka 2A). Vycházíme z
predikčních metod užívaných u zdravé
populace. Známe tělesnou výšku a délku
jednotlivých segmentů (z
telerentgenogramů), kalendářní a kostní
věk (metodou podle Tannera a Whitehouse
/44 - 1983/ nebo Greulicha a Pyle /8 1959/). Tělesnou výšku predikujeme
nejčastěji podle Tannera-Whitehouse
(1983) s přihlédnutím k sexuální maturaci a
růstové křivce nemocného (43 - Tanner a
Whitehouse 1976). Z predikované tělesné
výšky lze odvodit i délku jednotlivých
segmentů podle rentgenologických tabulek
a grafů. Nejčastěji užíváme tabulky
souborně publikované Mc Cammonem (30
- 1970) vycházející z výzkumu z 30. - 50.
let (19 - Maresh 1943, 20 - Maresh 1955) a
další (1 - Anderson et al. 1963, 2 - Anderson
et al. 1964, 34 - Pritchett 1992, 35 - Pritchett
1993). Zde najdeme jak absolutní délku
dlouhých kostí z telerentgenogramu
vzhledem k věku, tak i jejich poměr k
tělesné výšce v daném věku a jejich
variabilitu. Při vstupním vyšetření zjistíme
poměr jednotlivých segmentů dolní
končetiny k tělesné výšce, a to jak z
telerentgenogramů - obr. 2 a 3 (38 Robinow a Chumlea 1982), tak pomocí
antropometrického vyšetření (4 - Bláha et
Tabulka 2A,B. Predikce zkratu dolní končetiny.
2A. Postup predikce délky nepostižené (zdravé) končetiny
1. Věk, tělesná výška (TV), kostní věk - predikce výšky podle Tannera-Whitehouse (TVp)
2. Korekce podle růstové křivky a sexuální maturace
3. Zhodnocení poměru zkoumaného segmentu k tělesné výšce (rtg tabulky - srovnat s
antropometrickým vyšetřením) F/ TV T/TV
4. Predikce délky nepostiženého segmentu v dospělosti (rtg tabulky) Fp , Tp
2B. Postup predikce délky postižené končetiny u FFU syndromu a PFFD
Předpoklad: Poměr délky postiženého a kontralaterálního nepostiženého segmentu
se během vývoje nemění
1. Zjištění poměru postiženého a nepostiženého segmentu F´/F T´/T
2. Predikce délky postiženého segmentu v dospělosti F´p= Fp . F´/F T´p= Tp . T´/T
3. Predikovaný zkrat dlouhých kostí v dospělosti = (Fp- F´p ) + ( Tp - T´p)
4. Při částečné aplasii tarsálních kostí bude celkový zkrat DK o 3-4 cm větší.
184
al. 1986-1987, 5 - Bláha et al. 1990, 36 Prokopec 1992). V tabulkách pak
vyhledáme pravděpodobný poměr daného
segmentu k tělesné výšce v dospělosti a
vypočteme délku daného segmentu v
dospělosti. (27 - Mařík et al. 1989, 47 Zemková et al. 1990, 49 - Zemková et al.
1994).
Obtížnějším úkolem je predikce
postižené končetiny. Základem predikce
je znalost růstu dlouhých kostí. Je známo,
že dolní končetiny vyrostou ve věku od 3 do
6 let za jeden rok zhruba o 4 cm (34 Pritchett 1992, 35 - Pritchett 1993, 10 Hajniš et al. 1989, 5 - Bláha et al. 1990, 6 Bláha et al. 1995, 41 - Sinclair 1985), dále
jejich rychlost růstu klesá v prepubertálním
období zhruba na hodnotu 3 cm / 1 rok.
Pubertální urychlení dolních končetin
začíná u dívek po 9. roce, u chlapců po 11.
roce. Největší růstové rychlosti okolo 4 cm
/ 1 rok (Peak Hight Velocity) (6 - Bláha et al.
1995) dosahují dolní končetiny dříve než
celková tělesná výška, a to podle Pradera et
al. (33 - 1989) u dívek mezi 11.- 12. rokem,
u chlapců mezi 13.- 14. rokem. Podle
Pritchetta (35 - 1993) u dívek roste tibie ve
věku 11-12 let rychlostí 1,1 cm / 1 rok a
femur ve věku 11 let 1,6 cm / 1 rok. U
chlapců tibie roste ve věku od 11 do 13 let
rychlostí 1,3 cm / 1 rok, femur nejvyšší
rychlosti dosahuje ve 13 letech, a to 1,8 cm /
1 rok. Růstové ploténky se postupně
uzavírají: u dívek v průměru ve 13 - 15
letech, u chlapců v 15-17 letech (35 Pritchett 1993). Femur se podílí 55% na
délce DK. Na růstu femuru se podílí
výrazněji distální ploténka - celkově 70 %.
Zhruba do 7 let však je podíl plotének
zhruba rovnoměrný, poté se aktivita
proximálních plotének výrazně snižuje.
Uzavírají se u dívek ve 13 letech, u chlapců
v 15 - 16 letech. Na pubertálním růstovém
spurtu se proximální ploténka podílí
minimálně (35 - Pritchett 1993). Distální
ploténka zvyšuje aktivitu. Nárůst femuru
činí v průměru 1,3 cm ročně - před pubertou
1,2 cm, na vrcholu pak pro chlapce 1,8 cm,
pro dívky 1,6 cm za 1 rok (vrchol pro dolní
končetiny je u chlapců ve 13 letech, u dívek
v 11 letech, tedy jeden rok před celkovým
vrcholem růstového výšvihu /35 - Pritchett
1993, 30 - Mc Cammon 1970, 6 - Bláha et
al. 1995). O dva roky později - u chlapců
průměrně v 15 letech - se růst femuru
snižuje na polovinu. Růst končí s
uzavřením distálních růstových plotének u
chlapců v průměru v 17, u dívek v 15 letech
- tedy zhruba rok před kompletním
ukončením růstu (10 - Hajniš et al. 1989, 6 Bláha et al. 1995).
Na základě dlouhodobého sledování v
Child Research Council v Denveru byly
vytvořeny grafy "Growth remaining",
ukazující zbývající růst z jednotlivých
růstových plotének v tom kterém věku (35 Pritchett 1993). Je zde ovšem značná
variabilita. Proto je třeba sledovat jak
růstovou křivku, tak kostní věk a sexuální
maturaci.
Tibie se podílí 45 % na délce DK.
Zhruba prvních 10 - 11 let u chlapců a 9 let u
dívek se obě ploténky podílejí na růstu
rovnoměrně. Distální ploténka však zaniká
dříve, v průměru v 15 letech u chlapců, ve
13 letech u dívek. Její aktivita se též
snižuje, takže před uzavřením se podílí na
růstu tibie pouze asi 20 %. V období
pubertálního výšvihu se tedy na růstu tibie
již podílí především proximální ploténka
(35 - Pritchett 1993). I u tibie tedy známe
normální růst kosti (rentgenové tabulky a
„straght line graph“), podíl jednotlivých
růstových plotének na růstu v různém věku
a zbývající růst pro proximální ploténku.
Na základě znalosti etiopatogeneze zkratu
185
či přerůstu končetiny přistupujeme k
individuální predikci.
F. Shapiro (40 - 1982) analyzoval
vývojové vzorce zkratu a rozdělil je do pěti
základních typů ( tabulka 3, obr. 4).
Zkrat končetiny se predikuje podle
toho, do jaké skupiny patří.
Nejnaléhavějším úkolem bylo vypracovat
predikční metodu pro pacienty s velkými
zkraty, které se u různých jedinců v rámci
dané diagnózy značně liší. Jedná se
především o tyto vrozené vady: PFFD,
komplex FFU, vrozeně krátký femur a
generalizovaná chondromatóza s
jednostranným postižením. Ve všech
případech se jedná zpravidla o I. typ
(upward slope pattern). Poměr nepostižené
a postižené strany zůstává stejný. Naše
predikční metoda je uvedena v tabulce 2B.
Tato metoda nám umožňuje nejen
predikovat definitivní výšku a zkrat
končetiny v dospělosti, ale v kterémkoliv
věku zjistit, zda se pacient odchyluje od
predikce, zda po operaci skutečně došlo k
trvalému prodloužení končetiny. Zemková
a Mařík publikovali své zkušenosti s
predikcí zkratu u komplexu FFU a PFFD
(23 - Mařík et al. 1988, 22 - Mařík et al.
1988, 51 - Zemková a Mařík 1999).
Závěr
U systémových, kombinovaných i
končetinových vad pohybového aparátu
geneticky naprogramovaná retardace růstu
různého stupně a různé lokalizace,
projevující se disproporcionální krátkou
postavou, disproporcionálními často
zakřivenými končetinami se symetrickým
nebo asymetrickým zkrácením
jednotlivých segmentů spolu s abnormální
funkční adaptací skeletu, která je
podmíněna abnormální kostní strukturou,
jsou hlavními etiopatogenetickými
186
mechanismy, které určují charakteristickou
symptomatologii, patobiomechaniku
skeletu a startují degenerativní kloubní
změny u různých nozologických jednotek a
anomálií.
Jak disproporcionalita postavy, tak
disproporcionalita končetin a především
nestejná délka dolních končetin jsou
příčinou různě závažné patobiomechaniky
pohybového aparátu v růstovém období (od
mírné asymetrie dolních končetin, která je
kompenzována sklonem pánve a minimální
skoliózou až po významné zkraty vedoucí k
posturální skolióze s rozvojem
strukturálních adaptačních změn
obratlových těl a intervertebrálních
kloubů). Tyto biomechanicky významné
asymetrie jsou právem řazeny mezi
preosteoartrotické, prespondylotické a
prespondylartrotické stavy nebo dispozice
stejně jako mnohem závažnější
dysplastické změny tvaru a struktury kostní
u některých kostních dysplazií (např.
s p o n d y l o e p i f y z á r n í a
spondyloepimetafyzární kostní dysplazie a
kostní dysplazie se sníženou kostní
hustotou).
Antropolog je nepostradatelným
členem týmu specialistů zabývajících se
komplexní péčí o pacienty s kostními
dysplaziemi, kombinovanými a
končetinovými vadami. Výsledky jeho
práce se využívají jak při stanovení
genetické diagnózy, tak k indikacím
prolongační terapie a jejímu hodnocení.
Exaktní hodnocení napomáhá určit
rizikové faktory prolongace a vhodný nebo
nevhodný věk pro operaci. Umožňuje
objektivně informovat rodiče o perspektivě
růstu jejich dítěte, možnostech
nejvhodnější léčby v nejpříznivějším věku,
riziku i o pravděpodobném zisku
prolongační operace.
Tabulka 3 . Vývojové vzorce zkratů dolních končetin podle F. Shapiro (22).
Typ I - upward slope - Diskrepance rovnoměrně narůstá s věkem až do ukončení růstu (poměr postižené
a nepostižené končetiny zůstává stejný):
Příklady: destrukce epifyzárních plotének, PFFD,FFU, Ollierova choroba, některé případy anisomelie,
poliomyelitis, septické artritidy (těžké formy, po 9. roce, předčasné destrukce růstových plotének),
hemihypertrofie cévní i jiné etiologie (přerůst i zkrácení), neurofibromatóza (stimulace růstu na postižené
straně),
hemiparetrické formy dětské mozkové obrny (DMO) aj.
Typ II - upward slope - deceleration pattern: Rychlý nárůst zkratu, v období puberty zpomalení a
stabilizace.
Výskyt: některé případy poliomyelitis, kongenitálně krátkého femuru, hemihypertrofie, Perthesovy
choroby a j. (Pravděpodobné tam, kde je postižena více proximální ploténka femuru nebo distální tibie, které
se v pubertě již tak výrazně na růstu DK nepodílejí).
Typ III - upward slope - plateau: Rychlý nárůst zkratu zpočátku, pak stabilizace. (Předpokládáme opět
tam, kde je postižena především či pouze proximální ploténka femuru nebo distální tibie.)
Výskyt: např. po fraktuře femuru, Perthesově chorobě, juvenilní rheumatoidní artritidě (nejprve
stimulace růstu, pak může dojít k normalizaci v závislosti na věku) neurofibromatose, v některých
případech i při nestejné délce končetin v důsledku cévní anomálie a intrauterinní centrální poruchy.
Zde se můžeme setkat s variacemi: IIIA - částečná spontánní úprava + plateau (např. zlomeniny). IIIB pacienta dokumentujeme až od doby, kdy se zkrat ustálil na stejné hodnotě (plateau)
Typ IV - upward slope - plateau - upward: Nárůst zkratu, stabilizace, zvětšení zkratu v pubertě.
Příklady: septická artritida, Perthesova choroba.
Typ V - upward- plateau- downward: Nárůst zkratu, stabilizace, zmenšení zkratu až vyrovnání délky.
Příklady: Perthesova choroba a juvenilní rheumatoidní artritida (přerůst, kompenzace).
Obr. 2. Schéma telerentgenogramu dolních
končetin pacienta s oboustranným
komplexem femur fibula (FF) v 6 letech a 9
měsících.
Obr. 3. Schéma telerentgenogramu dolních
končetin pacienta s levostranným
proximálním femorálním fokálním defektem
(PFFD) typu IIIa podle Hamanishiho resp.
VII. třídy Pappasovy klasifikace ve věku 2
roky a 6 měsíců.
187
Typ 1. Upward slope pattern .............................
Velikost zkratu
Obr. 4. Schématické znázornění vývojových vzorců zkratů dolní končetiny podle F. Shapira (82).
Typ 2. Upward slope - deceleration pattern .....
Typ 3. Upward slope - plateau pattern ...............
Typ 4. Upward slope - plateau upward slope pattern ...............................
Typ 5. Upward slope - plateau downward slope pattern ..........................
188
Věk
Literatura
1. Anderson M, Green W T, Messner M B. Growth and
prediction of growth in the lower extremities . J. Bone
Joint Surg. 45A, 1963, s. 1-3.
2. Anderson M, Green W T, Messner M B. Distribution
of lengths of the normal femur and tibia in children
from 1 to 18 years of age. J. Bone Joint Surg., 46A,
1964, s. 1197.
3. Bayley, N., Pinneau, S.R.: Tables for predicting
adult height from skeletal age: revised for use with
Greulich-Pyle hand standards. Journal of Pediatrics,
40, 1952, s. 423 - 441 (errata corrected in Journal of
Pediatrics, 41, 1952, s. 371)..
4. Bláha P et al. Antropometrie československé
populace od 6 do 35 let. 4 díly. ÚNZ Vrcholový sport,
Praha, 1986 - 1987.
5. Bláha P et al. Antropometrie českých předškolních
dětí ve věku od 3 do 7 let.2 díly, Ústav sportovní
medicíny, Praha, 1990.
6. Bláha P, Zemková D, Krásničanová H. Rozvoj
základních tělesných rozměrů dětí od 3 do 18 let pro
potřeby dětských lékařských oborů. I. Délkové
rozměry. Čs. pediat., 50, 1995, č. 12, s. 323-327.
7. De Sanctis, V., Pinamonti, A.: Manual of diseasespecific growth charts and body standard
measurements. Pisa, Pharmacia and Upjohn, 1997,
135 s.
8. Greulich WW et al. Radiographic atlas of skeletal
development of the hand and wrist. 2nd ed. Stanford:
Stanford University Press, 1959.
9. Hagenäs, L.: Auxological Standards in Bone
Dysplasias. Horm Res, 45 (suppl 2), 1996, s. 24-34.
10. Hajniš, K, Brůžek, J., Blažek, V.: Růst českých a
slovenských dětí. Praha, Academia, 1989.
11. Hensinger R N: Standards in Pediatric
Orthopedics: Tables, charts and graphs illustrating
growth. New York: Raven Press, 1986, 403 s.
12. Horton, W.A. et al.: Standard growth curves for
achondroplasia. Journal of Pediatrics, 93, 1978, s.435438.
13. Horton, W.A. et al.: Growth curves for height for
diastrophic dysplasia, spondyloepiphyseal dysplasia
congenita and pseudoachondroplasia. Am.J. Dis.
Child 1982, 136, s.1367-319.
14. Kuklík M, Krejčík J, Mařík I. Klinická a genetická
charakteristika syndromu Klippel - Trenaunay. Čas.
lék. čes., 129, 1990, č. 36, s. 1133 - 1137.
15. Kuklík M, Mařík I, Schutz P. Hemihypertrofie.
16. Laron, Z., Mastragostino, S., Romano, C.: Limb
lengthening for whom, when and how? In: Modern
Endocrinology and Diabetes. Series Editor: ZVI
Laron, Vol. 3, London, Tel Aviv, Freund Publishing
House Ltd. 1995. 254 s.
17. Lebl, J., Krásničanová, H.: Růst dětí a jeho
poruchy. Praha, Galén, 1996, 157 s.
18. Makite, O. et al. Growth in cartilage-hair
hypoplasia. Pediatr Res 31, 1992, s.176-180
19. Maresh M M. Growth of major long bones in
healthy children. Amer J. Dis Child, 66, 1943, s. 227.
20. Maresh M M. Linear growth of long bones of
extremities from infancy through adolescence. Amer J
Dis Child, 89, 1955, s. 725.
21. Mařík I, Frýdl J, Zeman J, Popelka S.
Novorozenecká a kojenecká akutní hematogenní
osteomyelitis. Acta Chir orthop Traum čech 51, 1984,
č. 3, s. 243 - 240.
22. Mařík I, Frýdl J, Meluzín J. Možnosti řešení
nestejné délky končetin u komplexu femur - fibula ulna. Referátový výběr ortopedie, traumatologie a
příbuzné obory, 32, 1988, č. 2, s. 130 - 134.
23. Mařík I, Krásničanová H, Zemková D, Kubát R.
Predikce růstu segmentů dolních končetin u
femorálního fokálního defektu. Acta Chir orthop
Traum čech, 55, 1988, č. 5, s. 449 - 455.
24. Mařík I, Kubát R, Filipský J, Galliová J. Osteitis
Caused by BCG Vaccination. J Pediatr Orthop, 8,
1988, č. 3, s. 333 - 337.
imperfecta I. Klinicko-genetická charakteristika. Acta
26. Mařík I. Osteodysplastie (tzv. Melnickův Needlesův syndrom). Čs Pediat, 44, l989, č. 8, s. 505.
27. Mařík I, Zemková D, Kubát R et al. Predikce
tělesné výšky a zkracení dolního segmentu těla v
dospělosti u achondroplázie. Acta Chir orthop Traum
čech, 56, 1989, č. 6, s. 507-515.
28. Mařík I, Kuklík M. Generalizovaná forma
neurofibromatózy von Recklinghausen I. typu s
lokalizovaným gigantismem: souborný referát s
kasuistikou. Pohybové ústrojí, 2, 1995, č. 4, s. 150162.
29. Mazurová, F., Mazura, I., Kuklík, M., Mařík, I.:
ústrojí, 2, 1995, č.4, s.145-49.
30. Mc Cammon R W, ed.: Human growth and
development. Springfield, Charles C. Thomas, 1970.
31. Moseley C F. A straight line graph for leg-length
dispcrepancies. J Bone and Joint Surg, 70A(4), 1988,
s. 520 - 525.
32. Palička, V., Jabor, A., Řehořková, P. et al.:
Osteogenesis imperfecta. Osteologický bulletin 1998:
4, s.93 - 97.
33. Prader, A., Largo, R.H., Molinari, L., Issler, C.:
189
Physical growth of Swiss children from birth to 20
years of age. Helvetica Pediatrica Acta, Supplement
52, 1989, s.1-125.
34. Pritchett JW. Longitudinal growth and growth
plate activity in the lower extremity. Clin Orthop. 275,
1992, s. 274-279.
35. Pritchett JW. Practical Bone Growth. Seattle:
J.W.Pritchett, 1993, 164 s.
36. Prokopec, M.: Proměny lidského těla od narození
do dospělosti a kritéria k jejich hodnocení. Acta
Hygienica, Epidemiologica et Microbiologica, 21,
1992, s.15-71.
37. Ranke, M.B. : Growth in Turner´s syndrome. Acta
Paediatr. 83, 1994, s.343-344.
38. Robinow M, Chumlea W C. standards for limb
bone length ratios in children. Radiology 143, 1982,
s.433-436
39. Roche, A.F., Wainer, H., Thissen, D.: Predicting
adult stature for individuals. Monographs in
Paediatrics, 3, 1975, 1 - 114.
40. Shapiro F. Developlmental patterns in lowerextremity length discrepancies. J. Bone and Joint
Surg, Vol.64-A, 1982, č.5, s. 639-651.
41. Sinclair D. Human Growth affter Birth, 4th Ed.
Oxford, New York, Toronto: Oxford University Press,
1985, 251 s.
42. Šnajderová M, Zemková D, Boček P, Mottl H,
Lebl J, Koloušková S. Pozdní následky komplexní
protinádorové léčby u dětí a mladistvých s
extrakraniálními solidními nádory. Vliv na růst,
pubertální vývoj a funkci gonád. Čas. Lék.čes. 136,
1997, č. 9, s. 276 278.
43. Tanner JM, Whitehouse RH et al. The adolescent
190
growth spurt of boys and girls of the Harpenden
Growth Study. Annals of Human Biology, 3, 1976, s.
109 126.
44. Tanner JM, Whitehouse RH et al. Assessment of
Skeletal Maturity and Prediction of Adult Height
(TW2 Method). London, San Diego, New York,
Academic Press, 1983, 107 s.
Skeletal Development. Jena, VEB Gustav Fischer
Verlag, 1974, 369 s.
46. Wynne-Davies R, Hall ChM, Apley AG. Atlas of
Skeletal Dysplasias. Edinburgh: Churchill and
Livingstone, 1985, 646 s.
47. Zemková D, Mařík I, Krásničanová H. Predikce
zkratu dolních končetin u achondroplazie a femorální
fokální deficience. In: Biomechanika člověka ´90,
Liblice, 22.-24. října 1990, s.213-216.
48. Zemková D, Krásničanová H, Mařík I. Prediction
of the growth in
patients in achondroplasia. Ärztl. Jugendkd. 82, 1991,
s. 113-114.
49. Zemková D, Krásničanová H, Mařík I. Prediction
of growth in some bone dysplasias. In: Growth and
Ontogenetic Development in Man IV. Edited by
K.Hajniš. Prague: Czech Association of
Anthropology, 1994 , s.263 268.
Pohybové ústrojí, 5, 1998, č. 3+4, s. 119 126.
1999, č. 3+4, s. 224 243.
7. KOMPLEXNÍ LÉČENÍ
Léčba dětí i dospělých s
osteochondrodysplaziemi (OCHD),
kombinovanými (dysmorfickými) vadami
a vrozenými končetinovými vadami
(VKV) zůstává i přes překotné objevy v
molekulární biologii symptomatická.
Léčení musí být komplexní, zajišťované
týmem specialistů, ale vždy individuální.
Od narození po neohraničeně dlouhé
období se kombinuje a vzájemně doplňuje
léčení medikamentosní a operační s
rehabilitací a ortopedicko-protetickým
ošetřením. Důsledky postižení a způsob
jeho léčení často hluboce ovlivňují
psychickou a sociální situaci rodiny.
Spolupráce s rodinou je nezbytným
faktorem komplexní léčby. Rodina má být
zcela jednoznačně informována o rozsahu,
následcích a reálných perspektivách svého
postiženého člena (38 - Mařík et al. 1994).
Ve všech etapách komplexního léčení a
péče je nezbytné přistupovat k postiženým
s OCHD, kombinovanými vadami a s VKV
u generalizovaných postižení skeletu (i k
jejich rodinám) s nejvyšší lékařskou etikou.
Cílem komplexního léčení a komplexní
péče je připravit děti na důstojný,
smysluplný a spokojený život a zařadit je
do společnosti jako maximálně
plnohodnotné jedince s dobrým sociálním
zázemím (27 - Kříž et al. 1996).
7.1. Metody konzervativní
Včasná genetická diagnóza je
předpokladem pro stanovení
etiopatogneze, pátrání po přidružených
vrozených vývojových vadách ostatních
systémů a pro volbu adekvátní léčebněpreventivní péče včetně genetického
poradenství (prenatální a
presymptomatická diagnostika v
postižených rodinách včele s molekulárně
genetickou diagnostikou). Ve všech
etapách komplexního léčení a péče je
nezbytné přistupovat k postiženým (i jejich
rodinám) s KD, kombinovanými vadami a s
VKV u generalizovaných postižení skeletu
s nejvyšší lékařskou etikou.
U některých primárních
metabolických chorob je možná
substituční, profylaktická nebo roborující
terapie (17 - Hyánek et al. 1990).
Substituční medikamentózní terapie je v
současné době využívána například u
hypofosfatemické formy vitamin D
rezistentní křivice, kde se daří více či méně
kompenzovat kalciofosfátový
metabolismus podáváním kalcitriolu a
fosforu. Kompenzace kalciofosfátového
metabolismu je předpokladem pro úspěšné
operační léčení reziduálních deformit
skeletu dolních končetin. Profylaktický
charakter má dietní terapie např. u
fenylketonurie a alkaptonurie. Roborující
terapií je např. aplikace pyridoxinu u
galaktosémie nebo kyseliny listové u
hyperhomocysteinemie (18 - Hyánek
1997). Částečně roborující efekt na kostní
remodelaci lze zjistit při léčení
kalciotropními léky (např. bisfosfonáty,
fluorové preparáty, kalcitonin, vitamin D3
a pod.), což lze monitorovat opakovaným
vyšetřením markerů kostního
metabolismu. Léčení kalciotropními léky
je indikováno u některých pacientů s
kostními dysplaziemi, které se vyznačují
sníženou kostní hutnotou a zvýšeným
kostním obratem (47 -Mařík et al. 2000) a
při prolongačním nebo jiném
rekonstrukčním léčení, kdy se velmi často
setkáváme se Sudeckovým
algoneurodystrofickým syndromem. V
191
klinické praxi se již dnes uplatňují některé
perspektivní prostředky léčby, k nimž
řadíme léčbu hormonální a transplantaci
kostní dřeně. Prokázalo se příznivé
ovlivnění růstu a vývoje sekundárních
pohlavních znaků u pacientek s
Turnerovým syndromem podáváním
růstového hormonu a estrogenů (31 - Lebl
1996). Dosud diskutovanou otázkou je
použití růstového hormonu při
dlouhodobém léčení dětí s achondroplazií.
Výsledky dosavadních studií prokazují
nejistý zisk výšky 0,7 9,0 cm (78 Zemková 2001) za vysokou cenu s
možnými vedlejšími účinky růstového
hormonu (nádorové bujení, diabetes
mellitus, akromegalie, epifýzeolýza
hlavice femuru, Perthesova choroba /30 Lebl a Chládek 1995/, zvýraznění deformit
dolních končetin pozorování autora,
progrese příznaků komprese míchy a
nervových kořenů aj.). Všechny studie se
však shodují v tom, že léčba růstovým
hormonem u achondroplazie je bezpečná
(72 - Tanaka et al. 1998, 56 - Ramaswami et
al. 1999). V písemnictví se uvádějí částečné
úspěchy s transplantací kostní dřeně,
například u některých typů
mukopolysacharidóz (I., II., III. a VI. typ),
mukolipidózy II. typu (39 - Mařík et al.
1994, Starý et al. 1995) a maligní
osteopetrózy s předčasnou manifestací (6 Coccia et al. 1980). První úspěšná
transplantace kostní dřeně provedená u
dítěte s tzv. maligním (recesivním) typem
osteopetrózy u nás byla publikována v Čs.
Pediatrii v roce 1993 a první úspěšná
transplantace u chlapce s
mukopolysacharidózou I. typu v roce 1995
(68 - Starý et al. 1995). V budoucnu se
očekávají úspěchy s genovou terapií u
některých metabolických chorob,
například umístěním normálního
192
klonovaného genu nebo genu
supresorového do genomu člověka.
Specifická substituční terapie
lysosomálních chorob čeká na izolaci a
syntézu korigujícího enzymu.
Součástí komplexního léčení a péče je
individuálně vedená léčebná rehabilitace
(léčebná tělesná výchova, fyzikální terapie,
nácvik soběstačnosti a léčba prací či hrou) a
ortoticko-protetické ošetření včetně
psychologické podpory pacienta a jeho
rodiny. Včasné zavedení adekvátní léčebné
tělesné výchovy a ortoticko-protetického
ošetření je další nadějí pro zlepšení
zdravotní a sociální situace dětí s
biomechanicky závažnými systémovými a
končetinovými vadami.
Léčebná rehabilitace je zpočátku
hlavně léčebná a sociální, později i
výchovná (pedagogická) a pracovní, včetně
její nezbytné vazby na protetickou a
ortotickou péči (25 - Kříž 1986).
Rehabilitace se zaměřuje lokálně na rozvoj,
udržení či zlepšení pohyblivosti
jednotlivých segmentů končetin a páteře v
rozsahu, který je nezbytný a užitečný.
Nemusí to být vždy tzv. normální rozsah. V
některých případech naopak respektujeme
funkční výhodnost nehybnosti, která
umožňuje stabilitu kloubu v postavení, jež
je pro pacienta optimální. Například u
pacientů s arthrogryposis multiplex
congenita nebo osteogenesis imperfecta
musíme komplexní léčení zaměřit podle
závažnosti vrozených kontraktur nebo
deformit a rozhodnout včas, zda pacient
bude schopen vertikalizace a lokomoce,
nebo zda bude odkázán na invalidní vozík
(38 - Mařík et al. 1994). Léčebná
rehabilitace předpokládá spolupráci
pacienta, a proto u nespolupracujících dětí
(např. s těžkou mentální poruchou) nemají
některé rekonstrukční operace velkou
naději na úspěch. V těchto případech se
raději omezujeme na konzervativní léčebné
metody nebo na jednodušší ortopedické
operace (např. dáme přednost amputaci
malformované končetiny s následným
ošetřením protézou /46 - Mařík et al.
1999/).
Rehabilitační léčení v před- a
pooperačním období je zpravidla vedeno
ambulantně na rehabilitačních odděleních
v místech bydliště pacientů. Komplexní
rehabilitace v plném rozsahu byla do roku
1999 zajišťována pro většinu operovaných
dětí na rehabilitačním oddělení NsP v
Kostelci nad Černými lesy (26 - Kříž 1994,
27 - Kříž et al. 1996). Nyní využíváme
spolupráce s jinými lázeňskými zařízeními
pro děti, např. Nové Lázně v Teplicích v
Čechách, Léčebna Vesna v Janských
Lázních, Léčebna Dr. Filipa v Lázních
Poděbrady.
Cílem ortoticko-protetického léčení je
prevence zlomenin a deformit, náhrada
končetin (protézy, epitézy), udržení
operacemi dosažených korekcí (např.
ortézy dle Sarmienta po segmentárních
osteotomiích u osteogenesis imperfecta
nebo dynamické korekční ortézy po
operaci pes equinovarus congenitus aj.), ale
i korekce deformit páteře v růstovém
období dynamickými trupovými ortézami a
deformit dlouhých kostí či kloubních
kontraktur končetinovými ortézami s
ohybovým předpětím (42 - Mařík et al.
1997, 19 - Cheneau 1998, 8 - Černý et al.
1988).
Světového věhlasu v zavedení
ortopedické protetiky do klinické praxe
dosáhl Jedličkův ústav v Praze, na jehož
založení v roce 1913 se významně podílel
profesor MUDr. R. Jedlička. S překotným
rozvojem vědy a techniky se vyčlenila
jednotlivá odvětví ortopedické protetiky, a
to protetika, ortotika (ortotetika), epitetika,
kalceotika, adjuvatika a protetometrie. O
protetice a jejích odvětvich se dnes hovoří
jako o prostředcích technické rehabilitace
(27 - Kříž et al. 1996).
S přibývajícími poznatky o modelaci a
remodelaci kostní tkáně je naší snahou
příznivě ovlivnit funkční adaptaci skeletu
působením různých silových a
momentových účinků, které jsou
přenášeny na končetiny, páteř, hrudník a
pánev ortézami končetinovými a
trupovými. Ortézy ovlivňují deformity
skeletu nadprahovým mechanickým
namáháním, které díky růstu (uplatnění
Hüter-Volkmannova zákona), pružným a
vazkopružným vlastnostem kostní tkáně
nastartuje remodelaci kostní a pojivové
tkáně. Jak již bylo uvedeno, remodelace
závisí nejen na okamžitých nadprahových
změnách namáhání, ale doznívá i při stálem
zatížení a v klidu účinkem dopružování
kostí (66 - Sobotka a Mařík 1995).
Značné nadprahové tlakové síly je
možno aplikovat díky individuálně
tvarovaným skořepinám (objímkám), které
jsou v místech mechanického namáhání
vyloženy atraumatickým materiálem.
Korigující síly působí na trojbodovém
principu, na kterém je založeno léčení
korekčními ortézami. Není náhodou, že
tento princip je zobrazen ve znaku
ortopedických společností na celém světě
(Obr. 1.). Jejich velikost je pro každého
jedince individuální. Při nastavování
tlakového přepětí se dosud řídíme pouze
empirickými zkušenostmi. Určení velikosti
ohybového předpětí u končetinových ortéz
je součástí řešení výzkumného úkolu
GAČR číslo 106/00/0006 „Funkční
adaptace a patobiomechanika
končetinového a axiálního skeletu při
silových účincích“ (2000 2002).
193
Obr. 1. Pokřivený kmen stromu nebo vinného keře
přivázaný k přímému kůlu se stal logem oboru
ortopedie na celém světě - převzato z knihy “L
Órthopedie, ou lárt de prevenir et de corriger dans
les enfans, les difformites du corps“, svazek 1, s. 211,
Nicolase Andryho (1658 1742). N. Andry odvodil
slovo orthopedie z řeckého slova orthos (přímý) a pais
(dítě).
Ortotika má své místo ve všech etapách
komplexní léčby. Ortézy končetinové i
trupové stejně jako chirurgické výkony
musí být individuálně zvažovány a
indikovány. Ortotické vybavení se již stalo
194
nepostradatelnou součástí předoperační
přípravy i pooperační fyzioterapie (57 Rose 1986, 60 - Smrčka et al. 1994). V
předoperační přípravě je nutné naučit
pacienty používat dlahy, končetinové a
trupové ortézy, aby si zvykli na režim, který
od nich bude vyžadován po
rekonstrukčním výkonu. Odlišné je
dlahování a ortézování horní a dolní
končtiny. U dolní končetiny je cílem
ortotického ošetření získání stability pro
stoj a nácvik chůze. Nejčastěji užíváme
rigidní plastové polohovací nebo
dynamické ortézy zhotovené podle
sádrového otisku aktuálního stavu a
rozsahu pohybu. U ortéz, navržených
Sarmientem, je snahou současně odlehčit,
retinovat a mobilizovat s cílem zabránit jak
ztuhnutí v kloubech, tak oslabení nebo
zkrácení svalů. U horní končetiny je
podstatný pohyb v prostoru, který zajišťuje
více či méně i končetina zkrácená s
omezenou funkcí. Pro kontraktury a
deformity rukou vyrábíme ortézy a dlahy z
nových materiálů (plastů) jako jsou
polorigidní (pružný) SoftCast, rigidní
Scotchcast a jejich kombinace CombiCast
(vyráběné firmou 3M). Cílem je umožnit
nebo zlepšit úchop a manipulaci postiženou
rukou (60 - Smrčka a kol. 1994, 14 Hadraba 1995, 15 - Hadraba 1996).
V roce 1997 jsme ve spolupráci s
firmou Ortotika s.r.o. Praha vyvinuli
končetinové polohovací korekční ortézy s
ohybovým předpětím, které užíváme
především pro korekce deformit a
kontraktur dolních končetin ve frontální a
sagitální rovině (8 - Černý et al. 1998).
Léčení genua et crura vara „idiopathica“ u
batolete je dokumentováno na obr.
2a,b,c,d,e.
Od roku 1993 používáme pro korekce
skolióz páteře modifikovanou ortézu
2c
2a
2b
2e
2d
Obr. 2a,b,c,d,e. Léčení crura vara „idiopathica“. U 18 měsíčního batolete s frustní formou rachitis (bylo
prokázáno přechodné zvýšení markerů osteoresobce, opožděná osifikace karpu a ruky, velká fontanela byla
hmatná na špičku prstu) bylo indikováno ortotické léčení pro varozitu dolních končetin - interkondylární
vzdálenost ve stoje byla 6 cm, tibiofemorání úhel na RTG snímku DK byl oboustranně 25 stupňů - obr. 2a,b.
Obr. 2c,d,e výsledek 10 měsíčního léčení ortézami s ohybovým předpětím a suplementace vitaminu D a
kalcia.
Cheneau prvního typu (19 - Cheneau
1998). Pro hrudní křivky užíváme základní
vysokou verzi, která je schopna korigovat
velmi dobře úhlově i rotačně. Nízká
modifikace ortézy Cheneau je vhodná pro
bederní křivky. Od roku 1996 používáme i
nově vyvinutou Dynamickou korekční
trupovou ortézu (DKTO) typ Černý (CZ
patent 281800), která umožňuje inklinaci
páteře v torakolumbální a lumbální krajině
a omezený rozsah pohybu do flexe a
extenze páteře při zachování korekčních
účinků na zakřivení i rotaci páteře, což
spojuje fyzioterapeutické prvky během
každodenní činnosti s biomechanicky
účinným ortotickým působením na
patologická zakřivení páteře, což nastoluje
ideální podmínky pro intenzívní
remodelaci osového skeletu (Obr. 3).
S výhodou využíváme noční
polohování v úklonu do strany konvexity
bederní křivky, čímž dochází k zvýšení
korekce této křivky. DKTO - typ Černý
umožňuje i aktivní posilování
paravertebrálního svalstva pod bederní
pelotou, aby se zabránilo svalové
hypotrofii, kterou pozorujeme při léčení
Cheneau korzetem. Oproti Cheneau
korzetu se nehodí pro korekci
torakolumbálních křivek (King IV) a pro
křivky s vrcholem blízko torakolumbálního
přechodu, protože právě v této oblasti je
skořepina korzetu rozdělena na hrudní a
pánevní díl (42 - Mařík et al. 1997, 8 Černý et al. 1998). Jako uspokojivou
korekci skoliózy hodnotíme snížení
195
Obr. 3. Dynamická korekční trupová ortéza (DKTO)
typ Černý (CZ patent 281800) umožňuje inklinaci a
mírnou flexi při zachování korekčních účinků na
zakřivení i rotaci páteře.
Cobbova úhlu o 30 %, za dobrý výsledek
považujeme 50% a větší korekci (Obr.
4a,b). Korzetoterapii indikujeme při
idiopatické skolióze v období akcelerace
růstu již při křivce 15 stupňů dle Cobba,
léčíme až do skeletální zralosti, u
Obr. 4a,b. Dokumentace účinnosti DKTO typ Černý
korekce hrudní křivky u třináctileté dívky ze 40
stupňů dle Cobba na 22 stupňů.
196
biomechanicky závažnějších křivek až do
dospělosti (21 let). Korzetoterapií léčíme i
biomechanicky závažné křivky a také
sekundární křivky u vrozených skolióz se
snahou o maximální korekci až do věku
plánované operace. V případech
kontraindikovaných ke spondylodéze
doporučujeme intermitentní aplikaci
korzetu i v dospělosti s cílem zastavit či
přibrzdit progresi skoliózy. Trupové ortézy
typu CBW, NYOH, Boston, Milwaukee již
k léčení skoliózy nepoužíváme. Milwaukee
ortéza je pacienty odmítána především z
kosmetického důvodu. Pro léčbu deformit
páteře v sagitální rovině se nám osvědčil
korzet Gschwend a v některých případech
reklinační modifikace DKTO typ Černý,
například při léčení scheuermannovské
kyfoskoliózy, hyperkyfózy u juvenilní
idiopatické osteoporózy, osteogenesis
imperfecta nebo pro korekci dorsolumbální
kyfózy (i lumbosakrální hyperlordózy) u
batolat s achondroplazií (Obr. 5a,b,c,d,e).
Úkolem korekční trupové a končetinové
ortézy je působit na páteř a končetinu
nadprahovou silou, která vyvolává řízenou
funkční adaptaci pojivové tkáně. Jak již
bylo uvedeno, ortézy obecně působí
tříbodovým principem. Ve skutečnosti ale
nejde o bodovou koncentraci tlakových
napětí, ale tlakové síly se různě rozkládají
do určité oblasti, což se projevuje
ohraničeným erytémem na kůži trupu či
končetiny. Při nadměrném tlakovém
působení na měkké tkáně dochází k
dekubitu (nekróze kůže i podkožní tkáně).
Individuálně zhotovené plastové objímky a
peloty z moderních atraumatických
materiálů, vlepené do oblastí koncentrací
tlakových napětí, umožňují zajistit
optimální účinnost ortézy tj. působení
nadprahové tlakové a ohybové síly v
požadované rovině jak u končetinových,
Obr. 5a,b,c,d,e. Léčení dorsolumbální hyperkyfózy reklinační DKTO podle Černého, které bylo zavedeno u
l,5 roku starého chlapce s achondroplazií. Obr. 5b zobrazuje RTG snímek páteře v bočné projekci vleže, kde je
vrchol zakřivení lokalizován v Th-L oblasti a obratlové tělo L2 je hypoplastické. Obr. 5c,d - účinnost korzetu
(podle 8 - Černý et al. 1998), obr. 5e výsledek intermitentního léčení ve 3,5 letech napřímení hrudní kyfózy,
přetrvává akcentace lumbosakrální lordózy ve stoje.
tak trupových korekčních ortéz.
Pro úspěšné ortotické léčení
deformit končetin a trupu platí
především včastnost zahájení
korzetoterapie. Úspěšnost léčení deformit
končetinovými a trupovými ortézami je
ovlivňována a limitována mnoha dalšími
faktory, které lze zahrnout mezi
anatomické abnormality, technická
omezení korekčního biomechanického
působení, komplexní léčení (úzká
spolupráce ortopeda, ortopedického
protetika, specialisty v rehabilitaci a
dalších odborníků), přidružené choroby
(neurologické, kardiovaskulární,
respirační, kožní aj.) a morální vlastnosti
pacienta (i rodiny), jak respektuje
předepsanou léčbu.
Ortoprotézy (dříve nazývané
protézové přístroje) byly a jsou indikovány
především u kongenitálních
longitudinálních defektů dolních kočetin
(16 - Hadraba 1999). Mají plnit nejen úkoly
protézy - nahradit nepřítomné části
končetiny a umožnit její základní
pohybové funkce, ale i ortézy - kladně
ovlivnit přítomné deformity, poruchy
funkce, chybná osová postavení
zachovaných segmentů končetiny a u
rostoucích dětí usměrnit i vývoj a růst
malformované končetiny.
Protézy, epitézy, adjuvatika a
kompenzační pomůcky (lokomoční i
sebeobslužné) jsou také vhodným a často
nezbytným doplňkem v resocializaci a
integraci dětí s končetinovými,
kombinovanými a systémovými vadami
(73 - Učík 1969, 37 - Mařík et al. 1992, 14 Hadraba 1995, 15 - Hadraba 1996).
Při stavbě ortoprotézy i protézy s výhodou
využíváme antropometrické metody a
tabulky určující proporcionalitu postavy a
segmentů končetin. Vybavení protézou je
vždy a co nejdříve indikováno při úplném
197
nebo částečném chybění obou horních
končetin. Dítě, které roste s protézou, ji
bude užívat mnohem obratněji než
amputovaný dospělý. Přednostně se děti
ošetřují koncovými pracovními háky, které
umožní sebeobsluhu. Je třeba si uvědomit,
že pacienti užívají takové protézy, které jim
nepůsobí bolest a nejsou poruchové. Děti s
defekty dolní končetiny by měly být
vybaveny protézou od 12 - 15 měsíců věku.
Často se musí navrhnout komplikované
nestandardní protézy. Chirurgickým
zákrokem je možné v některých případech
zjednodušit protetické ošetření. Např.
amputace těžce malformované nohy dovolí
včas vybavit dítě protézou, s kterou bude
vypadat téměř normálně a bude mít skoro
normální pohybovou aktivitu. U rostoucích
dětí je vždy indikována exartikulace,
protože při amputaci v diafýze dochází k
přerůstu kosti, která perforuje skrze
amputační pahýl. Přerůst kosti může také
vzniknout po kongenitální amputaci
strangulačním pruhem (amniální
amputace). U postižených oboustrannou
amelií je potřeba od nejčasnějšího věku
trénovat mimořádnou pohyblivost v
kyčelních kloubech, která jim umožní
využít chápavosti nohou k úplné
sebeosluze (69 - Swanson 1981, 24 Kostnik a Gillespie 1981, 50 - Murdoch a
Donovan 1988). Vybavení dětí tzv.
biomechanickou rukou je velmi složitá
problematika. V ojedinělých případech je
možná konzultace a ošetření v zahraničí
(např. Edinburgh).
V současnosti probíhá výzkum v oblasti
osseointegrace a jejího využití pro
protézování. Princip osseointegrace je
perspektivní metoda přímého upevnění
titanového implantátu do kostní tkáně. Tato
metoda se využívá ve stomatologii u
protetických náhrad již od roku 1965.
198
Titanový čep se integruje do kostní tkáně
pahýlu přibližně za 6 měsíců. Na
integrovaný čep se pak připojí protéza,
která má na proximálním konci speciální
objímku se zámkem (64 - Smutný a
Rosický 2001).
Individuální speciální ortotickoprotetické ošetření bylo v minulosti
zajištěno v Centru protetiky a ortotiky
rehabilitační kliniky 1. LF UK v Praze
(díky mnohaleté úzké spolupráci s panem
doc. MUDr. I. Hadrabou, CSc.). V
posledních šesti letech úzce
spolupracujeme s firmou Ortotika s.r.o. v
Praze (založenou panem Ing. P. Černým),
se kterou se podílíme na vývoji nových
typů ortéz (8 - Černý et al. 1998).
7.2. Metody operační
Cílem ortopedického léčení je v období
růstu co možná nejlépe korigovat
patobiomechaniku končetin a páteře.
Konzervativní i operační léčení
zaznamenalo obrovský pokrok v
posledních dvou desetiletích díky
vědeckotechnickému rozvoji ostatních
oborů jako např. biomechanika, ortopedie a
traumatologie, rehabilitace a ortopedická
protetika, cévní chirurgie, mikrochirurgie,
neurochirurgie, embryologie, teratologie
aj. Současný celosvětový trend v léčení
VVV pohybového aparátu je snaha o úplné,
ale šetrné operační vyřešení anomálie
(malformace, deformace, disrupce) pokud
možno již v prvním roce života za
součinnosti adekvátní rehabilitace od
okamžiku zjištění VVV s cílem zabránit
opoždění psychomotorického vývoje
dítěte. Operační léčení je obecně zaměřeno
na korekce deformit a zkratů končetin,
prodlužování dlouhých kostí, operace
kyčelních a kolenních kloubů,
rekonstrukční operace rukou a nohou,
korekce kongenitálních a strukturálních
deformit páteře. K rekonstrukčním
operacím dlouhých kostí s „normální“
kostní strukturou rutinně užíváme kromě
klasické vnitřní osteosyntézy různé typy
zevních fixátorů (Wagner, Orthofix,
Ilizarov), které používáme i při prolongaci
končetin (44 - Mařík a Sobotka 1998). U
OCHD, kde příčinou deformit a malpozice
velkých kloubů je snížená hustota či
porucha mineralizace kostní tkáně, dáváme
přednost korekčním často vícečetným
osteotomiím a nitrodřeňové fixaci.
Respektování izoelastické nitrodřeňové
fixace je základní podmínkou pro hojení
patologické kostní tkáně (41 - Mařík a
Sobotka 1997). V dospělosti jsou metodou
volby kromě korekčních osteotomií totální
kloubní náhrady (necementované,
cementované nebo hybridní) kyčelních a
kolenních kloubů. V operačním léčení
mladých dospělých mají stále své místo
artrodézy velkých kloubů dolních končetin
v biomechanicky fyziologickém postavení.
U většiny KD s patologickou kostní
remodelací nelze použít metod a
implantátů určených pro stabilní
osteosyntézu. Metodou volby pro
osteosyntézu a kostní hojení je zde
nitrodřeňové hřebování často doplněné
autogenní spongioplastikou. Závažné
deformity páteře je třeba řešit prostou
spondylodézou s použitím auto- a
homoštěpů, někdy z předního i zadního
přístupu. Stabilitu adaptační osteosyntézy
dlouhých kostí je nutno zajistit sádrovými
(CombiCastovými) obvazy, které co
nejdříve nahrazujeme funkčními ortézami
dle Sarmienta, abychom zabránili
osteoporóze z inaktivity. Spondylodézu
páteře je třeba často ještě stabilizovat
sádrovým korzetem, později snímací
trupovou ortézou. Pokrokem jsou
instrumentace typu Isola nebo Zielke, které
považujeme za stabilní. Stabilita
osteosyntézy ale záleží na struktuře kostní
tkáně. Nebo-li i nejstabilnější fixace
nezajistí stabilní fixaci osteoporotické
kostní tkáně. U kostních dysplazií se
sníženou kostní hustotou je nutno
„stabilní“ osteosyntézu či instrumentaci
vždy považovat za nestabilní.
Náhrada plnohodnotné kostní tkáně i
přes značné úsilí renomovaných pracovišť,
zabývajících se kostními implantáty a
hojením kostí, nebyla dodnes uspokojivě
vyřešena. Jak ukazuje klinická praxe a nové
studie, jsou v současné době kromě
autologní spongioplastiky
nejperspektivnější instilace autologní
kostní dřeně (odebrané jehlou z lopaty kosti
kyčelní) do kostních dutin (23 - Kopáč et al.
2001) a aplikace autologních osteoblastů
nebo osteoblastových prekurzorových
buněk kultivovaných in vitro spolu s
demineralizovaným kortikospongiózním
štěpem (o velikosti zrn v průměru 0,5 mm)
do kostního defektu (např. kostní cysta,
pseudoartróza, fibrózní kortikální defekt,
neosifikovaný kostní fibrom apod. /58 Rosocha 2001/).
Prolongační operace dlouhých kostí
kompresně - distrakční metodou podle
Ilizarova jsme zavedli v r. 1984 na
ortopedické klinice FN v Motole. K
prodlužování a korekci osy bérců jsme
kromě originálního kruhového Ilizarovova
zevního fixátoru používali modifikovaný
zevní kruhový fixátor vyrobený ve
spolupráci s Filmovým průmyslem
Barrandov (11 - Frýdl et al. 1988). K
prolongaci a korekci osy femurů
používáme dosud jednorovinový zevní
fixátor (Wagnerův). Při indikacích k
199
operačnímu léčení nestejné délky končetin
se využívají antropologické (34 - Mařík et
al. 1990, 76 - Zemková a Mařík 1998, 77 Zemková a Mařík 1999) a biomechanické
poznatky (65 - Sobotka a Mařík 1994, 44 Mařík a Sobotka 1998), respektujeme
fysiologickou osu končetiny (včetně torse)
a správnou kloubní kongruenci zejména v
růstovém období u dolních končetin. K
vyrovnání menších zkratů dolních končetin
byla s úspěchem použita perkutánní
metoda epifýzeodézy podle Macnicola (32
- Macnicol a Pattinson 1992). U KD se
zkráceným dolním segmentem těla (např.
achondroplazie) prodlužujeme současně
oba bérce, v další etapě vždy jen jeden
femur (43 - Mařík et al. 1998, 45 - Mařík et
al. 1999). Nejvhodnější věk pro začátek
prolongačního léčení podle našich
zkušeností u psychicky průměrného dítěte
je 5 - 6 let. Další etapa léčení je vhodná za 2
-3 roky po ukončení l. etapy.
Recentní zkušenosti literární i naše ale
ukazují, že velké prolongace je lépe
indikovat až po 10. roce věku s ohledem na
pohlaví. A. Ganel (12 - 1995) u pacientů s
achondroplazií doporučuje chlapce
operovat ve věku 8 let a dívky ve 13 14
letech. M. Bellemore uvedl optimální věk
pro kalotaxi 10 15 let (Bellemore M.
Advances in limb lengthening. A lecture at
the 2nd Prague-Sydney symposium,
National museum, Prague, May 7, 2001).
Předpokladem úspěšného léčení je
zhodnocení tělesného vývoje a psychiky
pacienta i jeho rodiny a zajištění
každodenního rehabilitačního léčení co
nejdříve po operaci. Nespolupráce pacienta
a rodičů je kontraindikací jakékoliv
rekonstrukční operace.
Korekce a prolongace pomocí zevních
fixátorů jsme na horní končetině indikovali
vyjímečně, a to při léčení Madelungovy
200
deformity ruky (korekce a prolongace
distálního konce ulny u exostózové
choroby nebo dyschondroosteózy) a u
vhodných případů manus vara congenita
(prolongace radia u syndromu TARK). Na
dolní končetině jsme prolongační léčení
indikovali zejména u PFFD, komplexu
FFU (33 - Mařík et al. 1988, 34 - Mařík et al.
1990) a achondroplazie (45 - Mařík et al.
1999). V ojedinělých případech jsme
prolongovali dolní končetiny u dětí s
hypochondroplazií, metafyzární dysplazií
typu Schmid, chondrodysplasia punctata
(Conradi-Hünermann), osteodysplastia
Melnick-Needles, Turnerova syndromu, u
částečné tibiální aplazie a syndromu
TARK. Prodloužení femuru nebo bérce o
10 cm v jedné etapě je již realitou.
Využíváme jak metodu osteotaxe (na bérci s
výhodou ve 2 úrovních), tak techniku
distrakční epifýzeolýzy, která se ukazuje
jako metoda volby při řešení velkých zkratů
u dětí s komplexem FFU na začátku období
prepubertální růstové akcelerace. V těchto
případech jsme pozorovali vznik kvalitního
regenerátu o průměru distrahované
proximální růstové chrupavky, který velmi
rychle osifikoval (za 2 - 3 měsíce po
skončení prolongace bylo možno zevní
fixátor extrahovat).
P r e v e n c í a l é č b o u
algoneurodystrofického syndomu, který
vzniká relativně často u rekonstrukčních
operací ruky a nohy nebo v průběhu
prolongačního léčení, a osteoporózy z
inaktivity je především fyziologická
operační technika, dodržení
fyziologických a biomechanických zásad
pro angiogenezi a kostní remodelaci a
časné funkční zatěžování prodlužované
končetiny (od 1. dne po operaci /44 - Mařík
a Sobotka 1998/). Při prolongaci končetin
se nám osvědčilo léčení kalcitoninem a
bisfosfonáty, které monitorujeme
vyšetřováním biochemických markerů
kostního metabolismu (47 - Mařík et al.
2000). Přesvědčivé (histologické a
histochemické) výsledky účinnosti
bisfosfonátů na mineralizaci kostního
regenerátu byly prezentovány v
experimentu na zvířatech (Little D. Effect
of Pamidronate on bone density
orthopaedic implications, a lecture, New
Children´s Hospital Westmead, Sydney,
December 1, 1999). Příznivý efekt na
lymfedém a lokální infekci kolem drátů a
šroubů zevních fixátorů jsme pozorovali
při zavedení systémové enzymoterapie
(např. Wobenzym nebo Phlogenzym firmy
Mucos Pharma GmbH). Anabolický efekt
růstového hormonu jsme ocenili při
katabolickém stavu prodlužované
pacientky s Turnerovým syndromem s
těžkou poruchou mineralizace a osifikace
regenerátů.
Vlastní modifikované metody
nitrodřeňové fixace a segmentárních
osteotomií byly zavedeny u pacientů se
sníženou pevností kostní tkáně a to u KD
vyznačujících se osteopenií,
osteosklerózou a neorganizovaným
vývojem chrupavčitých a pojivových
složek kostry, nebo-li tzv. anarchickým
kostním vývojem, kde je kostní tkáň v
lokalizovaných oblastech nahrazena
chrupavčitou nebo vazivovou tkání s
následnou poruchou biomechanických
vlastností a vznikem deformit dlouhých
kostí. Při rekonstrukcích dlouhých kostí
končetin byly prováděny korekční často
vícečetné osteotomie, fragmenty se
fixovaly nitrodřeňovými hřeby nebo
Kirschnerovými dráty, nově se užívají
elastické implantáty jako Prévotovy hřeby,
titanové elastické hřeby aj. U deformit
dolních končetin, kde se sdružuje více
osových odchylek, indikujeme
segmentární osteotomii femuru a tibie
jedné DK během jednoho operačního
výkonu s cílem korigovat všechny úchylky
(ve frontální, sagitální a příčné rovině)
najednou. Komplikace této metody plynou
z anizoelasticity patologické kostní tkáně a
osteosyntetického materiálu, jak jsme
objasnili biomechanickou studií u pacientů
s osteogenesis imperfecta (37 - Mařík et al.
1992, 41 - Mařík a Sobotka 1997). V
indikovaných případech jsme zavedli
léčení kalciotropními léky s cílem zlepšit
kalciofosfátový metabolismus, zkrátit
dobu kostního hojení a zlepšit mineralizaci.
Hodnocení účinnosti kalcitoninu při
dlouhodobém podávání dětem s OI se
ukázalo více než povzbudivé (40 - Mařík et
al. 1995).
Na VII. mezinárodní konferenci o
osteogenesis imperfecta, která se konala v
Montrealu v září 1999, bylo referováno o
léčení osteopenie bisfosfonáty. D.O.
Sillence shrnul zkušenosti z
prezentovaných studií, kde byly v
kontrolovaných souborech sledovány
účinky Alendronátu, Zolendronátu,
Neridronátu a Risendronátu u dětí s
vysokým kostním obratem a vlastní více
než šestileté zkušenosti s cyklickým
intravenosním podáváním Pamidronátu.
Cyklické intravenosní podávání
Pamidronátu v dávce 30 mg/m2 měsíčně je
považováno za „zlatý standard“ v léčbě
bisfosfonáty u osteopenických chorob v
dětství (Sillence D.O. Medical treatment of
osteogenesis imperfecta the New
Children´s Hospital experience, a lecture,
New Children´s Hospital Westmead ,
Sydney, December 1, 1999).
Některé terapeutické výsledky, ale i
komplikace ortopedického léčení u
biomechanicky nejzávažnějších KD a
201
kombinovaných vad již byly publikovány
(35 - Mařík, Kuklík et al. 1992, 36 - Mařík,
Vrabec et al. 1992, 41 - Mařík a Sobotka
1997, 44 - Mařík a Sobotka 1998) nebo
prezentovány na kongresech doma i v
zahraničí. Zkušenosti s komplexním
léčením syndromu vrozené kostní
lomivosti byly zpracovány v podobě
videofilmu (37 - Mařík et al. 1992).
Segmentární osteotomie a nitrodřeňové
fixace byly prováděny u skupiny dětí s
osteogenesis imperfecta, vitamin D
rezistentní křivicí, hypofosfatazií, fibrozní
dysplazií, enchondromatózou a ojediněle
jako zajištění prolongace zevním
fixatérem. U skupiny 21 pacientů s různými
typy osteogenesis imperfecta bylo
provedeno 57 segmentárních osteotomií, u
4 pacientů s hypofosfatemickou křivicí 16
mnohočetných osteotomií (41 - Mařík a
Sobotka 1997).
Probíhají dlouhodobé biomechanické
studie hodnocení účinnosti ortotického
léčení deformit páteře a dlouhých kostí
zejména dolních končetin (42 - Mařík et al.
1997, 8 - Černý et al. 1998, 47 - Mařík et al.
2000) podporované grantem GAČR číslo
106/00/0006 a studie hodnotící
významnost biochemických ukazatelů
kostního metabolismu u některých KD
(např. hypofosfatemická křivice,
osteogenesis imperfecta, idiopatická
juvenilní osteoporóza aj. /47 - Mařík et al.
2000/)
Závěr
Pro rekonstrukční operace
pohybového aparátu platí obecná zásada
operovat co nejdříve vzhledem k zabránění
vzniku nežádoucích adaptačních změn
vlivem růstu na jedné straně a vzhledem k
vytvoření podmínek a dostatečně dlouhého
časového období (pro další funkční
202
modelaci, remodelaci a neuroadaptaci) po
operaci na straně druhé. Určení
nejvhodnějšího věku pro operace, jakož i
rozsahu výkonu, je však vždy individuální
a rozhoduje zde mnoho okolností včetně
rodinného zázemí, které je pro volbu
léčebné metody často rozhodující.
V předoperačním období musíme
zabránit takovým prostředkům
konzervativní léčby, které by mohly
způsobit atrofii anebo bránit růstu a vývoji
měkkých tkání končetin použitelných třeba
i jen částečně pro rekonstrukční výkon.
Cílem operačního léčení je na prvním místě
zlepšení funkce končetiny, ruky (nohy) a
tím vytvoření podmínek pro úspěšnou
rehabilitaci. Až na druhém místě je cílem
estetický vzhled končetiny, ruky (nohy). U
některých generalizovaných abnormalit
skeletu je VKV pouze jedním z
patognomonických symptomů a nevadí
postiženému v činnostech každodenního
života (např. brachydaktylie typu E u
achondroplazie, pseudoachondroplazie,
brachydaktylie a konické epifýzy u
trichorinofalangeální dysplazie, dále
addukční kontraktura palce u syndromu
Freemanova-Sheldonova nebo
symfalangismus PIP kloubů a částečné
měkké syndaktylie u diastrofické dysplazie
aj.). V zásadě se indikují a často kombinují
ablační a rekonstrukční výkony co možná
nejdříve. Předpokladem pro úspěch
plánovaného rekonstrukčního výkonu je
objektivní zhodnocení závažnosti (stupně)
malformace, tělesného vývoje a psychiky i
postoje (názoru) pacienta a jeho rodiny
včetně zajištění odborně vedené
každodenní rehabilitace již před
plánovanou operací.
Prolongační operace, ale i jiné
rekonstrukční výkony, plánujeme
zpravidla v období tzv. „růstového klidu“,
abychom minimalizovali pooperační
růstovou retardaci vyvolanou chronickým
stresem. V případech prolongačních
výkonů se velmi pravděpodobně jedná i o
růstovou retardaci vyvolanou zvýšeným
tlakem na růstové epifýzy podle HüterVolkmannova zákona. Období růstové
akcelerace je pro prolongace a jiné
rekonstrukční výkony na dlouhých kostech
zejména DK nevhodné (s výjimkou
jednostranné distrakční epifýzeolýzy,
kterou indikujeme ke konci růstového
spurtu, protože nepředpokládáme další růst
z této epifýzy).
Jak při stanovení klinicko-genetické
diagnózy, tak při rozhodování o
rekonstrukčním operačním léčení (zejména
prodlužování končetin) a hodnocení
výsledků léčení se neobejdeme bez
klinické antropometrie. Využíváme praxí
ověřenou kombinaci klasické neinvazivní
antropometrie a měření z rtg snímků
zhotovovaných na dlouhé kazety u
stojících pacientů. Na základě literárních
údajů, vlastních ověřovacích studií a
klinické zkušenosti jsme modifikovali a
ověřili predikční metody výpočtu zkratu
segmentů končetin v dospělosti (76 Zemková a Mařík 1998, 77 - Zemková a
Mařík 1999). Nedílnou součástí
predikčních metod je přesné stanovení
kostního věku (metodou TannerWhitehouse 2 nebo Greulich-Pyle), což
využíváme pro indikace jak k
prolongačním operacím, tak k
epifyzeodézám s cílem vyrovnání nestejné
délky končetin.
V posledních letech jsou uváděny i velmi
dobré výsledky využívající
mikrochirurgické techniky, např. při
přenosu prstů z nohy na rudimentární ruku
(13 - Gilbert 1985, 5 - Buck-Gramko 1990).
Tyto operace však mají velmi omezené
indikace a lze je provést jen u vhodných
případů. Indikací pro přenos jednoho či
dvou prstů nohy na ruku je nejčastěji
bezprstá ruka. Přenos se provádí u
dominantní ruky. První přenos nejčastěji
mezi 18. - 24. měsícem. Angiografie se k
výkonu nepožaduje vzhledem k dalším
anestetickým rizikům a obtížnou
interpretaci. Je nezbytné upozornit rodiče,
že výsledkem této rekonstrukce není
vytvoření normality a že jde o výkon, který
má více komplikací než jiné rekonstrukční
operace na ruce a noze. Potřebné dva
přenosy (pro vytvoření úchopové jednotky)
je lépe rozdělit na etapy vhledem k
dlouhému časovému zatížení pacienta i
operatéra při operaci (74 - Van Holder et al.
1999). Pravidlem je čím více přenosů, tím
více sekundárních operací. Při dobré
spolupráci s rehabilitačními pracovníky je
možné některé rekonstrukční výkony
indikovat až v 5. - 6. roce (např.
rekonstrukce vrozené labutí šije /61 Smrčka et al. 1998/). U každého
plánovaného operačního výkonu je třeba
také zvážit s ohledem na věk, na jak dlouho
vyřadí dítě z normálního
psychomotorického vývoje (lokální nebo
celkovou imobilizací, nezatěžováním
pohybového systému i vyčleněním dítěte z
kontaktu s normální zdravou dětskou
populací).
Pro většinu pacientů se systémovými,
kombinovanými a končetinovými vadami,
kteří jsou dispenzarizováni v
Ambulantním centru pro vady
pohybového aparátu v Praze, zajištujeme
dlouhodobě komplexní léčení a péči.
Mnoho dětí již dospělo, a tak při
individuálně plánovaném často etapovitém
operačním léčení využíváme celý repertoár
standardních operačních metod
ortopedické a plastické chirurgie pro děti i
203
dospělé, které jsou uvedeny jednak v
mnoha učebnicích ortopedické chirurgie a
chirurgie ruky (např. 2 - Blauth a
Schneider-Sickert 1976, 3 - Blauth a
Schneider-Sickert 1981, 4 - Boyes 1964, 9 Dobyns et al. 1988, 10 - Dungl 1989, 21 Kelikian 1974, 22 - Kubáček et al. 1982, 49
- Morrisy 1996, 59 Sharrard 1993, 61 Smrčka et al. 1998, 63 - Smrčka a Dylevský
1999, 70 - Šimun 1980, 71 - Tachdjian 1990
aj.), jednak jsou rozptýleny v časopisech s
tématikou ortopedické a plastické chirurgie
a chirurgie ruky. Autor publikoval nebo se
podílel na původních či kasuistických
sděleních o komplexu femur-fibula-ulna
(33 - Mařík et al. 1988, 34 - Mařík et al.
1990), femur-tibie-radius (62 - Smrčka et
al. 1998), artrogrypóze (35 - Mařík, Kuklík
et al. 1992, 36 - Mařík, Vrabec et al.), aj. (28
- Kuklík at al. 1995).
7.3. Biomechanické příčiny komplikací
nitrodřeňové a zevní fixace
Pro rekonstrukční operace dlouhých kostí s
"normální" kostní strukturou užíváme
různé typy zevních fixátorů /dle Ilizarova,
Wagnera, Hoffmanna aj./. U postižených,
kde je příčinou deformit dlouhých kostí
snížená (někdy i nadměrně zvýšená)
hutnota či porucha mineralizace kostry
dáváme přednost nitrodřeňové fixaci. Pro
nekomplikované hojení kostních
regenerátů i korekčních osteotomií
respektujeme izoelastické podmínky
fixace. Dáváme přednost takovým
nitrodřenovým implantátům či zevním
fixátorům, které mají co možná
nejpodobnější elasticitu se zdravou, ale i
patologickou kostní tkání. Při nitrodřeňové
fixaci respektujeme koncentrace napětí na
koncích hřebů či drátů a na vrcholu
204
fyziologické konvexity. Biomechanické
příčiny komplikací zevních fixátorů při
prodlužování kostí vznikají hlavně při
styku drátů nebo šroubů s kostí a fixátorem.
1. Komplikace při nitrodřeňovém
hřebování
V posledních letech se zásady
nitrodřeňového hřebování a zejména
zajištěné hřebování využívají stále častěji v
traumatologii dlouhých kostí. V dětské
traumatologii a ortopedii využíváme k
nitrodřeňové fixaci s větším či menším
úspěchem Küntscherovy a Enderovy hřeby,
a především Kirschnerovy dráty. G.
Küntscher (28 - 1958) popsal
biomechanické rozdíly mezi jehlicemi,
pruty a hřeby. Jehlice udržují seřazení
fragmentů, pruty brání odchylkám v
seřazení a translaci (posunutí ad latus),
hřeby zabraňují uvedeným odchylkám a
navíc i rotaci fragmentů. Nitrodřeňové
hřebování indikujeme z terapeutických
nebo preventivních důvodů, a to k léčení
patologických zlomenin, deformit
vrozených či získaných, k fixaci
pseudoartróz a někdy k stabilizaci kostních
regenerátů po prolongaci dlouhých kostí.
Desetileté zkušenosti s nitrodřeňovou
fixací a poruchami regenerace kostní tkáně
zejména u osteogenesis imperfecta byly
publikovány (41 - Mařík a Sobotka 1997,
48 Mařík et al. 2000), zfilmovány (37 Mařík et al. 1992) a prezentovány na
sjezdech doma i v zahraničí (např. Mařík I,
Sobotka Z. Nitrodřeňové hřebování a jeho
komplikace u některých kostních dysplazií.
VI. Ortopedické symosium s mezinárodní
účastí. Souhrny přednášek (ISSN 1211
7927), Trade Centrum Hradec Králové
1997, Mařík I, Sobotka Z, Černý P,
Korbelář P. Regeneration of long bones
involved by intramedullary nailing. A
poster, XVIth Meeting of the FECTS,
Uppsala, Sweden, August 1-6, 1998). Při
biomechanicky závažných deformitách
dolních končetin (DK) s malpozicí
kyčelního, kolenního a hlezenního kloubu
byly současně operovány deformity
femuru a tibie s cílem korigovat osu a
malpozice DK najednou.
Remodelace a regenerace probíhá v
omezené míře u všech kostních dysplazií s
vrozenou poruchou hutnoty kostní tkáně
anebo poruchou mineralizace (79 International Classification of
osteochondrodysplasias 1992, 80 International Nomenclature and
C l a s s i f i c a t i o n o f t h e
Osteochondrodysplasias /1997/, 65 Sobotka a Mařík 1994). Z
biomechanického hlediska má základní
význam pro hojení osteotomií
spolupůsobení hřebů a kostí. Optimální
stav by nastal při stejné tuhosti hřebů a
kostí, což odpovídá jejich ideální
izoelasticitě. V takovém případě by se
hřeby dotýkaly stěny dřeňového kanálu po
celé své délce. Tohoto ideálního stavu,
charakterizovaného stejnou přetvárností
(deformabilitou) hřebů a kostí, se však z
technických důvodů nedá dosáhnout. Aby
se přetvárnost hřebů přiblížila
deformabilitě kostí, používá se drátovitých
hřebů.
Pro rozdílné přetvárné (deformační)
vlastnosti je omezena kontaktní délka mezi
vnitřní stěnou kortikální kosti a hřebem.
Proto nastává dotyk jen v krátkých úsecích
v okolí kritických bodů, kde vznikají
koncentrace kontaktních napětí. Tato
koncentrace napětí u konců hřebů a na
fyziologické konvexitě diafýzy spolu s
torsní nestabilitou hřebů a nedostatečným
třením mezi kostí a hřebem jsou
nejčastějšími biomechanickými příčinami
Obr. 6a,b. Schéma dvou hlavních příčin omezeného
kontaktu mezi hřebem a vnitřním povrchem kortikalis.
C kritické body lokální koncentrace napětí.
pozorovaných komplikací. Proto je snaha o
používání hřebů s podobnou ohybovou
tuhostí, jakou mají dlouhé kosti. Nejčastěji
jsme používali a dosud užíváme
Kirschnerovy dráty v různém počtu,
Küntscherovy a Enderovy hřeby, které
jsme zaváděli otevřenou technikou podle
Sofielda a Millara (67 - 1959). S
teleskopickými nitrodřeňovými hřeby
Bailey a Dubow (1 - 1965) nemáme vlastní
zkušenosti. Nově jsou na trhu titanové
elastické hřeby - TEN firmy Synthes,
kterými lze dosáhnout elastickou stabilní
osteosyntézu.
K poruchám osy dlouhé kosti při
použití nitrodřeňových hřebů dochází
jednak při ohnutí příliš ohebného hřebu v
dřeňové dutině (Obr. 6b) a jednak při
angulaci kosti na konci příliš rigidního
hřebu (Obr. 6a). V obou případech jsou
kritické body u konců hřebů a ve střední
části diafýzy. Podle vzájemných poměrů
tuhostí hřebů a kostí nastává i rozdělení
tlaků na hřeby a kosti. Tužší prvek přebírá i
větší zatížení. Při použití jednoho drátu
205
(hřebu) s nedostatečnou torsní tuhostí a při
nízké adhesi mezi drátem (hřebem) a kostí
se projevuje i nestabilita vůči kroucení,
která je provázena malpozicí kloubů v
období hojení po operaci.
Na základě klinických pozorování a
rentgenologického vyšetření jsme
komplikace nitrodřeňového hřebování
dlouhých kostí zařadili do devíti skupin:
1. ohnutí hřebu a kostní mikrofraktura, 2.
proximální nebo distální migrace hřebu, 3.
pseudoartróza (pakloub v místě
osteotomie), 4. fraktura kosti na hřebu, 5.
zlomení hřebu a fraktura kosti, 6.
proniknutí konce hřebu skrz kost, 7.
fraktura kosti na hrotu hřebu, 8. resorbce
kostní tkáně kolem hřebu (subperiostální
nebo kortikální atrofie po předvrtání
diafýzy), 9. malpozice sousedních kloubů.
Nejčastějšími komplikacemi bylo ohnutí
hřebu, fraktura na hrotu hřebu a
pseudoartróza. U osteogenesis imperfecta
jsme vždy pozorovali více či méně
vyjádřenou sekundární malpozici
sousedních kloubů (primární malpozice
byla řešena operací).
Pozorované komplikace
nitrodřeňového hřebování mají různé
příčiny biomechanického a biologického
charakteru (především porucha cévního
zásobení a porušení kostní tkáně při
operaci). Aby se zabránilo uvedeným
komplikacím a zajistily se korekce,
d o s a ž e n é c h i r u g i c k ý m i v ý k o n y,
doporučujeme z biomechanického aspektu
zvýšit odpor vůči kroucení a ohybu
použitím 2 a více spolupůsobících
Kirschnerových drátů z důvodu relativní
isoelasticity s abnormální kostní tkání.
Použití drátů se závitem zabrání termální
nekróze v okolí při vrtání a může zvýšit
tření mezi kostní tkání a drátem a také mezi
sousedními kostními fragmenty. Bipolární
206
nitrodřeňové zavrtání Kirschnerových
drátů zabrání prořezání distálního konce
drátu diafýzou dlouhé kosti, kde vznikají
koncentrace tlakových napětí během růstu.
Teleskopické extensibilní hřeby nemají
rotační stabilitu a jejich zavedení vyžaduje
otevření kolenního a hlezenního kloubu (55
- Porat et al 1991). Po dobu remodelace
devitalizovaných segmentů
(mezifragmentů), která u dětí trvá 6 - 12
měsíců, je nutno zajišťovat dosažené
korekce dlouhých kostí individuálními
funkčními ortézami podle Sarmienta.
Odborně vedená fyzioterapie s funkčním
zatěžováním dolních kočentin co nejdříve
po operaci spolu s kalciotropními léky
zabrání osteoporóze z inaktivity a příznivě
se uplatní při regeneraci a remodelaci
kostní tkáně.
Závěr
Nitrodřeňové hřebování je optimální
metoda osteosyntézy při korekci deformit a
léčení patologických fraktur nebo
pseudoartróz u KD se sníženou (ale i
abnormálně zvýšenou) hustotou kostí, jako
je osteogenesis imperfecta, idiopatická
juvenilní osteoporóza (osteopetróza) aj.,
dále u KD s defekty mineralizace, jako je
hypofosfatázie, hypofosfatemická
rachitida aj. a u KD s dezorganizovaným
vývojem chrupavčitých a pojivových
složek kostry, jako je enchondromatóza,
fibrózní dysplazie, aj.
2. Komplikace během prodlužování
zevními fixátory
Metody prodlužování končetin se
datují již od roku 1905, kdy Alessandro
Codivilla (7 - 1905) uveřejnil v anglické
literatuře první zprávu o chirurgickém
prodlužování končetin. První souhrnné
zasady týkající se prodlužování končetin
presentoval počátkem XX. století Vittorio
Putti, profesor ortopedie na Universitě v
Bologni. První výsledky však byly velmi
špatné, infekční komplikace byly řešeny v
mnoha případech amputací. Základní
metoda distrakce zevním fixátorem a
provedení osteotomie se ve své podstatě za
posledních 9O let nezměnila. V 70. letech
H. Wagner znovu zavedl prodlužovaání
pomocí jednorovinového aparátu. Jeho
technika dovolovala mobilizaci pacientů o
berlích bez zatěžování prodlužované
končetiny. Po skončení prolongace zevním
fixátorem bylo nutno provést
spongioplastiku a vnitřní dlahovou fixaci
(75 - 1978). Metodu fyziologického
prodlužování intenzivně rozvíjel v
posledních čtyřiceti letech Gavriil
Abramovič Ilizarov v sibiřském Kurganu,
který zavedl a prováděl prodlužování
dlouhých kostí kruhovým zevním
fixátorem (20 - 1969). Ilizarov se též
progresivně zabýval biomechanickou
distrakční metodou stimulace vzniku
kostní tkáně, během rozšiřování
osteotomie. Vytyčil základní podmínky pro
neoosteogenezi po osteotomii, i v průběhu
postupné prolongace, které lze shrnout
takto:
a) maximální zajištění zásobení krví
extraoseálními a nitrodřeňovými cévami,
b) stabilní vnější fixace segmentů,
c) dostatečný časový interval před
zahájením distrakce,
d) rychlost distrakce jeden milimetr za den
v častých malých krocích nebo kontinuální
prodlužování speciálními distraktory,
e) dostatečné období stabilní neutrální
fixace po skončení prodlužování,
f) fyziologické zatěžování prodlužované
končetiny od začátku léčení.
V roce 1981 jsme se zúčastnili
dvoudenního sympozia v Praze, kde G. A.
Ilizarov se svými spolupracovníky
prezentovali neuvěřitelné výsledky
dosažené Ilizarovovým zevním fixátorem.
V roce 1984 jsme začali používat
modifikovaný ZF podle Ilizarova (11 Frýdl et al. 1988, 33 - Mařík et al. 1988) na
Dětské ortopedické klinice v Motole.
Vyhodnocení biomechanického působení
zevních fixátorů a komplikací, které
nastávají během prodlužování dolních
končetin i po celou dobu aplikace fixátorů
na základě vlastních 15 letých zkušeností
(1984-1998) bylo referováno i publikováno
na ortopedickém i biomechanickém fóru
(Mařík I, Sobotka Z. Biomechanical causes
of complications of external fixators at
prolongation of legs. VII. Ortopedické
symposium s mezinárodní účastí, Souhrny
přednášek /ISSN 1211 7927/, Trade
Centrum Hradec Králové 1998, Mařík I,
Sobotka Z. Biomechanické spolupůsobení
zevních fixátorů při komplikacích během
p ro d l u ž o v á n í d o l n í c h k o n č e t i n .
Biomechanika člověka ´98, VII.
Konference České společnosti pro
biomechaniku, Abstrakta /ISBN 80902147-6-2/, FTVS UK Praha 1998).
Komplikace byly pozorovány v
případech prodlužování dolních končetin
nestejné délky - u dysostóz s převažujícím
postižením končetin (např. vrozeně krátký
femur, fibulární nebo tibiální hypoplazie,
částečná nebo úplná aplazie, artrogrypóza
aj.) nebo u osteochondrodysplazií s
převážným postižením metafýz, které se
projevují disproporcionální krátkou
postavou se zkrácením obou dolních
končetin (např. achondroplazie,
hypochondroplazie, metafyzární
chondrodysplazie typ Schmid,
hypofosfatemická křivice aj.) a u jiných
osteochondrodysplazií (např.
osteodysplastie Melnickova - Needlesova,
207
Turnerův syndrom, enchondromatóza aj.)
(44 - Mařík a Sobotka 1998).
Zmíněná distrakční neoosteogeneze je
proces, který je vyvolán aplikací tahového
napětí, působícího kolmo na osteotomii.
Živé tkáně vlivem dlouhodobého tahového
napětí se během procesu metabolických
aktivit remodelují (probíhá biosyntéza a
proliferace buněk). Remodelace kortikalis
je charakteristická novou orientací osteonů
ve směrech dominantních hlavních napětí.
Kortikalis se remodeluje do nového
rovnovážného stavu, který je v každém
bodě (na makroúrovni) charakteristický
koincidencí prvního hlavního směru
anizotropie se směrem prvního
dominantního hlavního napětí a hlavním
směrem materiálu, tj. populací podélných
os osteonů (52 - Petrtýl 1994, 54 - Petrtýl
1997). Intenzita metabolické aktivity závisí
nejenom na prokrvení, ale i na funkčním
zatěžování prodlužované končetiny.
Při aplikaci fixátoru je třeba vždy
Obr. 7. Schéma diafýzy dlouhé kosti namáhané
zvážit počet, velikost a umístění drátů nebo
přídatným torzním momentem, ohybovým
dříků šroubů s ohledem na probíhající cévy
momentem a normálovou silou v longitudinálním
a nervy, na techniku zavedení šroubů nebo
směru. V důsledku „přídatného“ momentu dochází k
nerovnoměrnému namáhání stěn diafýzy a k lokálním
drátů, na napětí v drátech (šroubech) a
koncentracím
napětí.
zejména na velikosti napětí v kontaktních
plochách mezi dráty a tkání při zatěžování
končetin během tělesných aktivit.
výsledná normálová (tahová) síla v
Biomechanické příčiny komplikací
kortikalis,
vyvozená fixátorem, p
je
zevních fixátorů při prodlužování kostí
Ludolfovo číslo, n je počet drátů (nebo
vznikají hlavně při styku drátů nebo šroubů
šroubů) a r je poloměr transverzálního
s kostí a s fixátorem (44 - Mařík a Sobotka
otvoru
(resp. otvorů) v kortikalis. Uvedená
1998). Kirschnerovy dráty nebo šrouby
průměrná
hodnota tlakového napětí v
jsou v těchto místech namáhány
2
otvoru
je
však
jen hrubě orientační. Ve
smykovým napětím t
=
F/p
r , kde F je
skutečnosti
je
toto
napětí podstatně vyšší a
osová síla v kosti a ve fixátoru, r je poloměr
jeho distribuce závisí na materiálové
drátu nebo šroubu a p
je Ludolfovo číslo.
charakteristice kortikalis v dané lokalitě
Kortikalis v transverzálním otvoru pro drát
(na makroúrovni kostní tkáně). Zjištění
nebo šroub je namáhána tlakovým napětím,
modulu pružnosti v longitudinálním směru
jehož orientační průměrná hodnota je dána
"in vivo" je velmi nesnadné a
2
známým vztahem s
= F/p
nr , kde F je
208
komplikované, a to i se zřetelem k existenci
šroubovicové (křivočaré) anizotropie
dlouhých kostí a s přihlédnutím ke dvěma
hlavním a vzajemně antirotačním
šroubovicovým strukturám (architektuře)
osteonů u diafýz tibie, femuru a jiných
dlouhých kostí, namáháných přídatným
torzním momentem, ohybovým
momentem a normálovou silou (52 - Petrtýl
1994, 53 - Petrtýl 1995) (obr. 7).
Při excentricitě výsledné tahové
(předpínací) síly F dochází ke zvětšení
normálového napětí (ve sledovaném
transverzálním řezu diafýzou, vedeném na
příklad v ose příčného otvoru pro drát), a to
od účinku ohybového momentu M = F.e,
kde e je excentricita síly F od
geometrického středu (bodu, jímž prochází
střednice diafýzy). Důsledkem
„přídatného“ momentu dochází k
nerovnoměrnému namáhání stěn diafýzy a
k lokálním koncentracím napětí, které jsou
na příklad při fotoelasticimetrické analýze
velmi výrazně patrné z přítomných
perturbací napětí (tj. ze „zhuštění“
izochromat, křivek konstantních rozdílů
hlavních napětí). Perturbace tlakových
napětí, přesahující fyziologické meze
remodelační rovnováhy nebo dokonce
fyziologickou pevnost kortikalis v dané
lokalitě, jsou velmi nebezpečné, neboť v
prvním případě vedou k resorpci kostní
tkáně (po jisté době) a ve druhém případě k
lokálním trvalým přetvořením tkáně nebo
dokonce k jejímu porušení lomem (tedy
náhle).
Koncentrace napětí lze podstatně
redukovat polyethylenovými nebo
silikonovými biotolerantními povlaky na
drátech a na dříkách šroubů. V těchto
případech, kdy snižujeme modul pružnosti
povrchové komponenty konstrukčně
kompozitního drátu, dochází přibližně k
asymptotickému zmenšení tlakového
napětí v kortikalis, a to se vzdáleností od
otvoru v kosti. Přitom role velmi zkušeného
chirurga v okamžicích vnášení potřebné
fyziologicky „dovolené“ předpínací síly F
je nezastupitelná. S exaktní verifikací
předpínací síly u speciálních českých
zevních fixátorů bylo u nás započato
projektem a průmyslovým vzorem fixátoru
autorů Santolík-Petrtýl-Zicha (1990). V
této souvislosti je třeba též poznamenat, že
K-dráty se závitem na hrotu, podobně jako
šrouby, účinně eliminují termální nekrózu
při zavrtávání a tím snižují riziko vzniku
chronické osteomyelitidy v kostních
kanálcích.
Při používání zevních fixátorů různé
tuhosti se zjistilo, že tuhé fixátory jsou
stabilní, ale neumožňují větší osový nebo
smykový pohyb. Poddajnější fixátory
umožňují naopak oba tyto pohyby, které
stimulují vznik kvalitního svalku a
podporují jeho osifikaci. Častěji však může
dojít k desaxaci, protože nebývají dosti
stabilní. K užívaným fixátorům patří
především Ilizarovův tibiální a femorální
zevní fixátor, Orthofix, Hoffmanův,
Wagnerův a Oxfordský typ. Z našich
fixátorů se nám také osvědčil Prospon.
Zkušenost jsme získali i se ZF Poldi VII,
který jsme užívali jako jednorovinový ZF
při prolongaci femuru našich prvních
případů.
Biomechanické komplikace se
projevují osovými odchylkami, převážně
ve frontální rovině při rozšiřování
osteotomie v proximální metadiafýze
femuru a v sagitální rovině při
prodlužování v proximální metadiafýze
tibie. Tyto odchylky jsou způsobeny
excentricitami a destabilizací, která může
být také vyvolána selháním fixátoru nebo
předčasnou destabilizací v období
209
konsolidace kostního regenerátu.
K biologickým příčinám komplikací
hojení kostních regenerátů neoosteogeneze kromě neurovaskulárních
poškození patří i vrozené defekty
některých typů kolagenu (především typ I ),
p r o t e o g l y k a n ů ( n a p ř .
glykosaminoglykany), oligosacharidů, ale i
dalších komponent kostní a chrupavčité
matrix. Bylo prokázáno, že kostní
remodelace probíhá různě intenzivně za
fyziologických i patologických podmínek
od narození do konce života (65 - Sobotka a
Mařík 1994). Delší prolongace kalotaxí
jsou možné dosáhnout v tzv. klidových
obdobích růstu, kde lze s výhodou využít i
metodu distrakční epifýzeolýzy - před
koncem růstového období.
Máme zkušenost s více než 100
prodlouženými pacienty, které dlouhodobě
sledujeme. Komplikace rozdělujeme dle
časového výskytu, a to na komplikace při
prolongaci a pozdní komplikace. Na rozdíl
od D. Paleye od komplikací neoddělujeme
problémy a překážky (51 - Paley 1990).
Z komplikací během prodlužování jsme
řešili následující: Svalové a kloubní
kontraktury, subluxace kloubů, osové
odchylky, neurologické a cévní poruchy,
předčasná nebo opožděná konsolidace
kostních regenerátů, osteoporózu z
inaktivity, pseudoartrózy, problémy v okolí
drátu či hřebu (nekrosa kůže a infekce
měkkých tkání, zlomení drátu či hřebu,
osteitis, kožní dysestesie, poruchy
fixátorů). Z pozdních komplikací jsme
reoperovali deformity, a to ohnutí kostního
regenerátu se ztrátou délky, infrakce a
fraktury, z dalších pozdních komplikací
jsme řešili Sudeckův algoneurodystrofický
syndrom, Volkmannovu kontrakturu nohy,
kontrakturu kolenního kloubu v extensi či
flexi, a flekční kontrakturu kyčelního
210
kloubu, akutní i chronickou
osteomyelitidu. Výjimečně jsme se setkali
s intensivními bolestmi prodlužované
končetiny nebo s poruchami spánku a
psychiky (dívky v pubertě).
Závěr
Na základě našich klinických
zkušeností lze za hlavní příčiny komplikací
při prodlužování dlouhých kostí z
biomechanického aspektu pokládat
zejména poruchy tkání vzniklé přídatnými
momenty (při vyvození excentrické
předpínací tahové síly fixátorem), které
vyvolávají nefyziologické lokální
perturbace tlakových napětí v kortikalis a
následně resorpci kostní tkáně. V této
souvislosti nelze přehlédnout aktivitu
okolního svalstva a vaziva, které ve většině
případů (při vyvození tahové síly v diafýze)
přispívá k nežádoucí redistribuci
normálových tlakových napětí v
kontaktních plochách transverzálních drátů
(nebo dříků šroubů) s kortikalis, a to jejich
nežádoucím zvýšením.
Biologické příčiny komplikací při
prolongaci dlouhých kostí vznikají
nedodržením výše uvedených podmínek
pro neoosteogenezi a z důvodů interakce
měkkých tkání s Kirschnerovými dráty
nebo šrouby. Významně se uplatňují i
tahové síly okolního svalstva a vaziva.
Li t e r a t u r a
1. Bailey RW, Dubow HI. Experimental and clinical
studies of longitudinal bone growth utilising a new
method of internal fixation crossing the epiphyseal
plate. J Bone Joint Surg (Am), 1965, 47A, s. 1669
2. Blauth W, Schneider-Sickert F. Hand Fehlbildungen
Atlas Ihrer Operativen Behandlung. Berlin,
Heidelberg, New York: Springer Verlag, 1976, 394 s.
3. Blauth W, Schneider-Sickert F. Congenital
Deformities of the Hand. An Atlas of Their Surgical
Treatment. Berlin, Heidelberg, New York: Springer Verlag, 1981, 387 s.
4. Boyes JH. Bunnel´s Surgery of the Hand, 4th ed.
Philadelphia and Toronto: JB Lipincott Company,
1964, 791 s.
5. Buck-Gramcko D. Congenital malformations.
Journal of Hand Surgery, 15 B, 1990, s. 150 - 52.
6. Coccia PF, Krivit W, Cervenka J et al. Successful
bone-marrow transplantation for infantile malignant
osteopetrosis. New Engl J Med, 302, 1980, 4. 13, s.
139 42.
7. Codivilla A. On the means of lengthening in the
lower limbs, the muscles and tissues which are
shortened through deformity. Am J Orthop Surg, 1905,
2, s. 353 69.
8. Černý P, Mařík I, Zubina P, Hadraba I. Aplikace
ortotiky jako prostředku technické rehabilitace u
kostních dysplazií. Pohybové ústrojí, 5, 1998, č. 3+4,
s. 145 151.
9. Dobyns JH, Wood VE, Bayne LG. Congenital Hand
Deformities. In: D.P. Green, 2nd ed. Operative Hand
Surgery, New York, Edinburgh, London: Churchill
Livingstone, 1988, s. 255 - 536.
10. Dungl P. Ortopedie a traumatologie nohy. Praha:
Avicenum, 1989, 285 s.
11. Frýdl J, Nedoma J, Diamant J et al. Použití
modifikovaného Ilizarovova aparátu k prodlužování
končetin. Ref Výb Ortop Traum, 32, 1988, č. 2, s. 139
42.
12. Ganel A. Who are the candidates for limb
lengthening? The orthopaedic point of view. Who
benefits and what are the risks? In: Limb Lengthening.
For whom, when and how? Ed. Z. Laron, S.
Mastragostino, C. Romano. London, Tel Aviv: Freund
Publishing House Ltd, 1995, s. 245 - 47.
13. Gilbert A. Reconstruction of congenital hand
defects with microvascular toe transfers. Hand
Clinics, I, 1985, s. 351 - 61.
14. Hadraba I. Ošetření některých změn ruky
protetickými pomůckami. Pohybové ústrojí, 2, 1995,
č. 4, s. 138 - 144.
15. Hadraba I. Protetické pomůcky u některých vad a
defektů končetin v dětském věku. Medica revue, 3,
1996, č. 1, s. 5 8.
16. Hadraba I. Sofistika stavby ortoprotéz dolních
končetin. Ortopedická protetika, 1, 1999, č. 1, s. 18 25.
17. Hyánek J et al. Dědičné poruchy metabolismu.
18. Hyánek J, Stříbrný J, Šebesta P et al.
Hyperhomocysteinemie: rizikový faktor pro vznik
cévních onemocnění nezávislý na hladinách lipidů.
Čas lék čes, 1997, 136, s. 720 723.
19. Cheneau J. Bracing Scoliosis, 1997. Pohybové
ústrojí, 5, 1998, č. 1+2, s. 60 73.
20. Ilizarov GA, Deviatov AA. Operative elongation
of the leg with simultaneous correction of the
deformities. Orthop Travmatol Protez, 1969, 30, s. 3
11.
21. Kelikian H. Congenital Deformities of the Hand
and Forearm. Philadelphia, London, Toronto: WB
Saunders Company, 1974, 993 s.
22. Kubáček V et al. Chirurgie ruky. Sborník prací
lékařské fakulty v Brně č. 74. Brno: Universita JE
Purkyně, 1982, 507 s.
23. Kopáč C, Makai F, Tkáčik J et al. Liečba juvenilnej
kostnej cysty autológnou kostnou dreňou. Skelet
2001, mezinárodní konference, abstrakta, ISBN 8086317-14-5. Centrum biomedicínského inženýrství,
ČVUT, Praha 2001.
24. Kostnik JP, Gillespie R. Amputation Surgery and
Rehabilitation. The Toronto Experience. New York,
Edinburgh, London: Churchill Livingstone, 1981, 448
s.
25. Kříž V. Rehabilitace a její uplatnění po úrazech a
operacích. Praha: Avicenum, 1986, 332 s.
26. Kříž V. Rehabilitace dětí s vadami pohybového
ústrojí v nemocnici v Kostelci n. Č.l. Pohybové ústrojí,
1, 1994, č. 2, s. 110 111.
27. Kříž V, Mařík I, Kuklík M, Hadraba I, Zubina P.
Komplexní péče při systémových a kombinovaných
končetinových vadách pohybového ústrojí.
Rehabilitácia, 29, 1996, č. 4, s. 195 97.
28. Kuklík M, Mařík I, Schütz P. Hemihypertrofie.
Pohybové ústrojí 2, 1995, č. 2, s. 61 64.
29. Küntscher GBG. The Küntscher method of
intramedullary fixation. J Bone Joint Surg, 40-A,
1958, s. 17-21.
30. Lebl J. Chládek P. Manifestace Perthesovy nemoci
u dvou chlapců s idiopatickým deficitem růstového
hormonu pří léčení růstovým hormonem. Pohybové
ústrojí, 2, 1995, č. 3, s. 124 127.
31. Lebl J, Krásničanová H. Růst dětí a jeho poruchy.
Praha: Galén, 1996, 157 s.
32. Macnicol MF, Pattinson R. Epiphyseodesis in the
Management of Leg Length Discrepancy. Seminars in
Orthopaedics (the Princess Margaret Rose
Orthopaedic Hospital, Edinburgh), 7, 1992, č. 3, s. 201
206.
33. Mařík I, Frýdl J, Meluzín J. Možnosti řešení
nestejné délky končetin u komplexu femur - fibula ulna. Ref Výb Ortop Traum, 32, 1988, č. 2, s. 130 - 34.
34. Mařík I, Kuklík M, Zemková D. Operační léčení
biomechanicky závažných kostních dysplazií. In:
Biomechanika člověka ´90, 3. celostátní konference,
Liblice, 1990, s. 68 - 72.
35. Mařík I, Kuklík M, Kraus J et al. Arthrogryposis
multiplex congenita. 2. část. Acta Chir orthop Traum
211
čech, 59, 1992, č. 2, s. 67 - 76.
36. Mařík I, Vrabec R, Kuklík M, Kraus J. Flekčně
addukční kontraktura palců obou rukou u distální
artrogrypózy typu I. Acta Chir orthop Traum čech. 59,
1992, č. 4, s. 246 - 252.
37. Mařík I, Kubát R, Kuklík M et al. Complex care for
patients with osteogenesis imperfecta with the use of
Calcitonin Rorer. Videofilm. Prague: Videostudio of
Institute for Postgraduate Studies, 1992.
ústrojí, 1, 1994, č. 1. s. 33 - 49.
Pohybové ústroj, 1, 1994, č. 2, s. 99 101.
40. Mařík I, Kuklík M, Povýšil C, Hausmann J,
Hyánek J, Handzel J. The effect of calcitonin Rorer in
osteogenesis imperfecta. Pohybové ústrojí, 2, 1995, č.
1, s. 8 14.
41. Mařík I, Sobotka Z. Complications of
Intramedullary Nailing and Regeneration of Long
Bones at Some Bone Dysplasias. Pohybové ústrojí, 4,
1997, č. 2, s. 50 60.
42. Mařík, I., Černý, P., Zubina, P., Sobotka, Z.,
Korbelář, P.: Comparison of Effectivity of the
Cheneau-brace and Dynamic Corrective Spinal Brace
according to Černý. Pohybové ústrojí, 4, 1997, č. 3-4,
s. 56-61.
č. 3 + 4, s. 172 - 89.
44. Mařík I, Sobotka Z. Biomechanické
spolupůsobení zevních fixátorů při komplikacích
během prodlužování dolních končetin. In:
Biomechanika člověka 98 Abstrakta (ISBN 80902147-6-2), Praha: FTVS UK, 1998, s. 58 60.
Osteochondrodysplazie diagnostika, klasifikace,
terapie. Čs Pediat, 54, 1999, č. 5, s. 183 89.
46. Mařík I, Smrčka V, Kuklík M, Hadraba I, Kříž V.
6, 1999, č. 3+4, s. 187 223.
M, Hyánková E. Hodnoty některých biochemických
ukazatelů kostního metabolismu u kostních dysplazií.
Čes-slov Pediat, 55, 2000, č. 1, s. 9 15.
48. Mařík I, Petrtýl M, Černý P. Regeneration of long
bones at skeletal dysplasias respecting the viscoelastic
properties. In: Biomechanics of man 2000.
Proceedings. Ed. F. Vaverka, M. Janura. Olomouc:
212
Faculty of Physical Culture Palacký University, 2000,
s. 92 95.
49. Morrisy RT. Atlas of Pediatric Orthopaedic
Surgery, 2nd ed. Philadelphia, New York: LippincottRaven, 1996, 858 s.
50. Murdoch G, Donovan RG. Amputation Surgery
and Lower Limb Prosthetics. Oxford, London,
Edinburgh: Blackwell Scientific Publications, 1988,
470 s.
51. Paley D. Problems, obstacles and complications of
limb lenthening by the Ilizarov technique. Clin.
Orthop 250, 1990, s. 81 104.
52. Petrtýl M. Reaktivita kostní tkáně na vnější
zatížení. Pohybové ústrojí, 1, 1994, č.2, s.85-92
53. Petrtýl M. Stav dynamického remodelačního
ekvilibria v kortikální kosti. Pohybové ústrojí, 2,
1995, č.3, s. 112 - 117.
54. Petrtýl M. Odezva zdravé a osteoporotické tkáně
na mechanické zatížení. In: Compendium
osteoporozy - chirugie osteoporotické kosti, Praha,
Společnost pro výzkum a využití pojivových tkání,
1997.
55. Porat S, Heller E, Seidman DS, Meyer S.
Functional results of operation in osteogenesis
imperfecta: elongating and non-elongating rods. J.
Pediatr Orthop 1991, 11, 200 203.
56. Ramaswami U, Rumsby G, Spoudeas HA et al.
Treatment of achondroplasia with growth hormone:
six years of experience. Pediatr Res 46, 1999, 435 59.
57. Rose GK. Orthotics. Principles and Practice.
London: William Heinemann Medical Books, 1986,
237 s.
58. Rosocha J, Bačenková D, Vaško G et al. Naše prvé
skúsenosti s prípravou a in vivo aplikáciou
autológnych osteoblastových štepov při terapii
kostných defektov. Skelet 2001, mezinárodní
konference, abstrakta (ISBN 80-86317-14-5).
Centrum biomedicínského inženýrství, ČVUT, Praha
2001.
59. Sharrard WJW. Paediatric Orthopaedics and
Fractures. Vol, Vol 2, 3rd ed. Oxford, London,
Edinburgh: Blackwell Scientific Publications, 1993,
1549 s.
60. Smrčka V et al. Rehabilitace revmatické ruky a
ruky s parézou. Brno: IDV PZ, 1994, 123 s.
61. Smrčka V, Dylevský I, Mařík I. Extenzory ruky.
Brno: Institut pro další vzdělávání pracovníků ve
zdravotnictví, 1998, 130 s.
63. Smrčka V, Dylevský I. Flexory ruky. Brno: Institut
pro další vzdělávání pracovníků ve zdravotnictví,
1999, 162 s.
64. Smutný M, Rosický J. Technika osseointegrace
přímé upevnění protézy ke kosti. Ortopedická
protetika, 3, 2001, č. 1, s. 19 21.
65. Sobotka Z, Mařík I. Biomechanické jevy u
kostních dysplazií. Pohybové ústrojí, 1, 1994, č. 3, s.
122 - 36.
Pohybové ústrojí, 2, 1995, No.1, p.15-22.
67. Sofield HA, Millar EA. Fragmentation,
realignment and intramedullary rod fixation of
deformities of the long bones in children. A ten-year
appraisal. J Bone Joint Surg (Am), 41A, 1959, 1371
91.
68. Starý J, Zeman J, Vávra V, Poupětová H et al.
Transplantace kostní dřeně u dědičných poruch
metabolismu. Čs Pediat, 50, 1995, č. 8, s. 456 60.
69. Swanson AB. Congenital limb defects classification and treatment. Clinical Symposia CIBA,
33, 1981, č. 3, s. 3 - 32.
70. Šimun L. Atlas chirurgie ruky - vybrané kapitoly
operačnej techniky. Martin: Vydavateĺstvo Osveta
n.p., 1980, 148 s.
71. Tachdjian MO. Pediatrics Orthopedics. Vol 1, Vol
2, 2nd ed. Philadelphia, London, Toronto: WB
Saundrs, 1990, 3373 s.
72. Tanaka H, Kubo T, Yamate T et al. Effect of growth
hormone therapy in children with achondroplasia:
growth pattern, hypothalamic-pituitary function, and
gneotype. Eur J Endocrinolog, 138, 1998, s. 275 80.
73. Učík O. Protézy horních a dolních končetin. Praha:
Výzkumné protetické pracoviště, 1969, 243 s.
74. Van Holder C, Giele H, Gilbert A. Double second
toe transfer in congenital hand anomalies. Journal of
Hand Surgery (British and European Volume), 24 B,
1999, č. 4, s. 471 - 75.
75. Wagner H. Operative lengthening of the femur.
Clin Orthop, 1978, 136, s. 125 42.
Pohybové ústrojí, 5, 1998, s. 119 126.
1999, č. 3-4, s. 224 - 43.
78. Zemková D. Léčba růstovým hormonem u
achondroplazie a jiných kostních dysplazií. Paleček
společnost lidí malého vzrůstu, Zpravodaj 3, 2001, s. 8
17.
79. International Classification of
Group on Constitutional Disease of Bone. Europ J
Pediat, 151, 1992, s. 407 - 415.
the Osteochondrodysplasias (1997). Amer J Med Gen,
79, 1998, s. 376 - 382.
213
ZÁVĚR
Předkládaná publikace je nahlédnutím
do rozsáhlé, rozmanité a celospolečensky i
ekonomicky velice závažné problematiky
osteochondrodysplazií (kostních
dysplazií), končetinových defektů,
dismorfických (kombinovaných) vad a
genetických syndromů, které byly v
minulosti společně klasifikovány jako
konstituční (systémové) kostní choroby.
Některé nosologické jednotky kostních
dysplazií, genetické syndromy a
končetinové defekty se vyskytují tak
vzácně, že se i specialista zaměřený na
diagnostiku a léčení s nimi setká pouze
„jednou za život“ nebo nalezne poučení v
ojedinělých kasuistických sděleních
publikovaných ve světovém písemnictví.
Přesto je jejich celkový počet velmi
vysoký. Například podle našeho střízlivého
odhadu se každoročně v ČR narodí přes 100
novorozenců s nějakou
osteochondrodysplazií a žije zde např. více
než 400 postižených s osteogenesis
imperfecta.
I přes pokroky v biochemii kolagenu a
proteoglykanů, cytogenetice a molekulární
genetice téměř polovina malformačních
syndromů uniká správné genetické
diagnóze. Aplikace molekulárně
biologických technik v medicíně umožňuje
např. studium mutací a polymorfismů v
lidském genomu daného individua a jeho
příbuzných, což se využívá při populačním
nebo selektivním screeningu, prenatální
diagnostice, selektivním umělém přerušení
těhotenství a pod. Cílem je prenatální a
genová terapie některých metabolických
chorob, např. umístěním normálního
klonovaného genu nebo genu
supresorového do genomu člověka.
Poruchy v biosyntéze kolagenu a
214
proteoglykanů způsobují systémové
vrozené vady pojivové tkáně. Příčinou jsou
například mutace genů COL1A1, COL1A2
a COL2A2, které kódují 1. a 2. typ
kolagenních řetězců. Uvedené pokroky v
analýze molekulární podstaty vrozených
chorob kolagenu (kam se řadí např.
osteogenesis imperfecta, Marfanův a
Ehlersův-Danlosův syndrom) nevedly
dosud k závěrům, které by směřovaly k
vypracování všeobecně dostupné
prenatální diagnostiky.
Perspektivní se jeví výzkum zaměřený
na trojrozměrnou kultivaci chondrocytů
růstových či kloubních chrupavek in vitro a
na kultivaci osteoblastových
prekurzorových buněk (spolu s
demineralizovanými kortikospongiózními
štěpy), který již nalézá aplikace v
diagnostice KD i v terapii defektů
kloubních chrupavek a kostní tkáně.
Zavedení molekulárně genetické
diagnostiky u achondroplazie,
hypochondroplazie (gen FGFR-3),
neurofibromatózy typ I v ČR a zejména
první výsledky molekulárně genetických
vyšetření těžkých dominantních a
recesivních typů osteogenesis imperfecta,
která budou rutinně včas dostupná pro
všechny rodiny, kde se OI diagnostikovala,
představují nové možnosti jak snížit počet
porodů takto závažně postižených jedinců.
V tkáňových bankách je možno
dlouhodobě skladovat tkáňové kultury
fibroblastů od pacientů s mendelovsky
dědičnými systémovými vadami
pohybového ústrojí, které mohou být v
budoucnu využity k molekulárně
genetickým studiím (diagnostickým i
léčebným). Předmětem aktuální diskuse je
hodnocení souladu mezi aplikacemi
molekulární biologie v praxi, skutečnými
klinickými potřebami, analytickými
možnostmi, úrovní vzdělání v DNA
d i a g n o s t i c e , e t i c k ý m i p r o b l é m y,
komerčními (státními) zájmy a efektivitou
nákladů, v neposlední řadě i zájmem
postižených a jejich rodin o tato vyšetření.
Nově se vyvíjející vědní disciplina
molekulární epidemiologie nám již dnes
dovoluje lokalizovat některá onemocnění v
určitých krajinách a stanovit jejich
prevalenci (výskyt počtu nemocných na 1
milion obyvatel) ve vztahu k jiným
oblastem Evropy a celého světa.
Studium biomechaniky a porozumění
patobiomechanice skeletu u KD nám
pomáhá volit nejúčinnější ortopedickochirurgickou i ortopedicko-ortotickou
léčbu včetně vývoje nových technických
prostředků. Na vrozené vady skeletu
nahlížíme jako na experimenty přírody,
které využíváme jak k objasnění
patogeneze jejich vzniku, tak při
vypracování biomechanicky racionálních
postupů konzervativního a operačního
léčení (v úzké spolupráci s klinickým
antropologem a do problematiky
zasvěceným biomechanikem).
Z uvedeného přehledu problematiky
generalizovaných vad pohybového
aparátu, současných diagnostických i
léčebných možností a našich zkušeností
jednoznačně vyplývá, že komplexní péče
od narození do dospělosti musí být vedena
týmem specializovaných odborníků, pokud
možno "pod jednou střechou", protože
centralizace specializované komplexní
péče vede k zlepšení kvality komplexního
léčení, k ekonomické koncentraci pacientů,
zaškoleného personálu a materiálních
prostředků i k hodnocení výsledků léčení a
novým vědeckým poznatkům.
Považujeme za svou morální
povinnost nabídnout všem postiženým se
systémovými, končetinovými a
kombinovanými vadami pohybového
aparátu moderní léčebně-preventivní
metody, které umožňuje vědeckotechnický pokrok. Spoléháme na
porozumění široké veřejnosti a na
celospolečenskou i vládní podporu pro
zajišťování individuální komplexní péče.
Jednou z možností jak získávat prostředky
na nákladné technické zajištění operačních
výkonů (např. speciální zevní fixátory pro
korekce a prolongace končetin,
individuálně vyráběné totální endoprotézy
velkých kloubů aj.), ortotické vybavení
pacientů (ortézy pro konzervativní i
pooperační léčení) a další individuální
ortopedicko-protetické pomůcky a
adjuvatika je i oboustranná spolupráce s
nově vzniklou „Společností lidí malého
vzrůstu - Paleček“, která se stává
zastřešující organizací i pro skupiny
některých velmi závažných postižení
pohybového aparátu se zcela specifickou
p r o b l e m a t i k o u ( n a p ř .
pseudoachondroplazie a osteogenesis
impefecta). Informace týkající se založení
Společnosti „malých lidí“, členské
základny a hlavních cílů „Palečka“ byly
publikovány v roce 1998 v časopisu
Pohybové ústrojí, ročník 5, číslo 3+4,
strana 206 - 208. „Paleček společnost lidí
malého vzrůstu“ každoročně vydává svůj
Zpravodaj, občasník (zodpovědný redaktor
je Mgr. Tomáš Cikrt, kontakt: Zdravotnické
noviny, Karlovo nám. 31, 121 00, tel.
96162718, [email protected]).
215

POHYBOVÉ LOCOMOTOR ÚSTROJÍ SYSTEM 1+2/2000 1+2/2000

Transkript

Podobné dokumenty

Magisterská práce ke stažení

biochemické monitorování kostních onemocnění v klinické praxi

Antropologické a biomechanické hodnocení prolongace dolních

Nestejná délka dolních končetin v období růstu

Systémové, končetinové a kombinované vady skeletu

Sborník abstrakt Book of Abstracts

Aplikace vláknových polymerních kompozitů ve stavebnictví

deformity dolních končetin u dětí